WO2021193131A1 - 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物、位相差フィルム、楕円偏光板および有機el表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention comprises a polymerizable liquid crystal compound, a polymerizable liquid crystal composition containing the polymerizable liquid crystal compound, a retardation film composed of a cured product of the polymerizable liquid crystal composition, and an elliptical polarizing plate including the retardation film.
- the present invention relates to an organic EL display device.
- an optical film such as a retardation film used in a flat panel display device (FPD), for example, a coating liquid obtained by dissolving a polymerizable liquid crystal compound in a solvent is applied to a supporting base material and then polymerized.
- a polymerizable liquid crystal compound for forming such an optical film for example, a nematic liquid crystal compound having a rod-like structure in which a plurality of 6-membered rings are connected is known (for example, Patent Document 1).
- the retardation film is required to be capable of uniform polarization conversion in the entire wavelength region as one of its characteristics.
- the retardation value Re ( ⁇ ) at a certain wavelength ⁇ is set to 550 nm. Indicates a wavelength range in which the value [Re ( ⁇ ) / Re (550)] divided by the phase difference value Re (550) is close to 1, or the inverse wavelength dispersibility of [Re (450) / Re (550)] ⁇ 1. It is known that uniform polarization conversion is theoretically possible in the wavelength range.
- a polymerizable liquid crystal compound that can form such a retardation film is disclosed in, for example, Patent Document 2.
- the solubility in a solvent may be poor depending on the molecular structure of the polymerizable liquid crystal compound.
- Such a polymerizable liquid crystal compound having low solubility may precipitate in the coating solution or may crystallize and precipitate, and the precipitation or precipitation of such a polymerizable liquid crystal compound is film-forming. Not only is it lowered, but it can also cause orientation defects in the resulting optical film.
- an object of the present invention is to provide a polymerizable liquid crystal compound capable of exhibiting high solubility in a solvent by itself.
- Equation (I) [In formula (I), M represents a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. It may be substituted with a fluoroalkyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, and the carbon atom constituting the divalent alicyclic hydrocarbon group is an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom.
- B 1 and B 2 are independently alkylene groups having 1 to 4 carbon atoms, -O-, -S-, -R a1 OR a2- , -R a3 COOR a4- , -R a5 OCOR a6 -,-, respectively.
- a 1 and A 2 independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group or an aromatic group, and the hydrogen atom contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group or an aromatic group is a halogen atom. , It may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, and the divalent alicyclic hydrocarbon.
- the carbon atoms that make up the hydrogen or aromatic groups may be substituted with oxygen, sulfur or nitrogen atoms.
- L 1 and L 2 independently represent -O-, -COO- or -OCO-, respectively.
- E a and E b each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, wherein the hydrogen atom contained in the alkanediyl group is replaced with an alkyl group or a halogen atom having 1 to 4 carbon atoms.
- -CH 2- which is contained in the alkanediyl group and is not adjacent to L 1 or L 2 , may be substituted with -O- or -S- (where E a and E a and If there are multiple -O- and / or -S- in Eb, they are not adjacent to each other)
- P is an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group, If the lesser of the total number of carbon atoms in the groups represented by the sum and E b of the number of carbon atoms in the groups represented by E a N1, the larger amount was N2, N1 is 2-6, N2 is 6 to 12 and satisfies the relationship of 1 ⁇ N2-N1 ⁇ 10]
- a 1 and A 2 each independently represent a divalent aromatic group, and the hydrogen atom contained in the divalent aromatic group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and carbon. It may be substituted with a fluoroalkyl group having a number of 1 to 4, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, and the carbon atom constituting the divalent aromatic group is an oxygen atom or a sulfur atom.
- G 1 and G 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and carbon. It may be substituted with a fluoroalkyl group having a number of 1 to 4, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, and -CH 2- contained in the alicyclic hydrocarbon group is -O-. , -S- or -NH- may be substituted.
- B 3 and B 4 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
- a 3 and A 4 independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
- the hydrogen atom contained in the group and the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, and 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom.
- -CH 2- contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced with -O-, -S- or -NR 1-.
- -CH (-)-contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced by -N (-)-, where R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- L 3 to L 6 independently represent -O-, -COO- or -OCO-, respectively.
- E c and E d each independently represent an alkanediyl group having 1 to 17 carbon atoms, hydrogen atoms contained in the alkanediyl group may be substituted with halogen atoms, contained in the alkanediyl group -CH 2- may be replaced by -O- or -CO-.
- P 1 and P 2 each independently represent a polymerizable group]
- the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula (II) is contained in an amount of 0.1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula (I).
- a retardation film containing a liquid crystal cured film is cured in an oriented state.
- Nx represents the main refractive index at a wavelength of ⁇ nm in the direction parallel to the plane of the cured liquid crystal film in the refractive elliptical body formed by the cured liquid crystal film
- ny represents the main refractive index at the wavelength ⁇ nm formed by the cured liquid crystal film.
- the retardation film according to the above [8] which has the optical characteristics represented by.
- nx represents the refractive index at the wavelength ⁇ nm in the direction parallel to the plane of the cured liquid crystal film in the refractive index ellipse formed by the cured liquid crystal film
- ny represents the cured liquid crystal film.
- Refractive index In an elliptical body it represents the refractive index at a wavelength of ⁇ nm which is parallel to the plane of the cured liquid crystal film and perpendicular to the direction of nx, and nz is the refractive index formed by the cured liquid crystal film.
- the retardation film according to the above [8] which has the optical characteristics represented by.
- An organic EL display device including the elliptical polarizing plate according to the above [11].
- a flexible image display device having the elliptical polarizing plate according to the above [11].
- the polymerizable liquid crystal compound of the present invention has the formula (I): It is represented by.
- the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula (I) is also referred to as “polymerizable liquid crystal compound (I)”.
- M in the formula (I) represents a divalent alicyclic hydrocarbon group.
- the hydrogen atom contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and a cyano group.
- it may be substituted with a nitro group, and the carbon atom constituting the divalent alicyclic hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom.
- Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group in M in the formula (I) include a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms.
- the divalent alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 15, more preferably 5 to 10, still more preferably 5 to 8, and particularly preferably 5 or 6.
- the hydrogen atoms contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group are independently halogen atoms, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, fluoroalkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and alkoxy having 1 to 4 carbon atoms. It may be substituted with a group, a cyano group or a nitro group.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom is preferable.
- Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group and the like, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- the group is preferable, the alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is more preferable, and the methyl group is further preferable.
- Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms include those in which the hydrogen atom contained in the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is replaced with a fluorine atom.
- Examples of the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group and the like, and have 1 to 3 carbon atoms.
- An alkoxy group is preferable, an alkoxy group having 1 or 2 carbon atoms is more preferable, and a methoxy group is further preferable.
- the carbon atom contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group may be independently substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom.
- One carbon atom may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, or two or more carbon atoms may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, respectively.
- -CH 2- (methylene group) contained in a divalent alicyclic hydrocarbon group is independently substituted with -O-, -S-, -NH- or -NR 1-.
- -CH (-)-contained in the alicyclic hydrocarbon group may be independently substituted with -N (-)-.
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkyl group may be independently substituted with a fluorine atom.
- Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include groups represented by the following formulas (m-1) to (m-4).
- the divalent alicyclic hydrocarbon group in which -CH 2- contained in the alicyclic hydrocarbon group is replaced with -O-, -S-, -NH- or -NR 1- is represented by the following formula ( Examples thereof include groups represented by the formulas (m-5) to (m-8).
- the divalent alicyclic hydrocarbon group in which -CH (-)-containing in the alicyclic hydrocarbon group is replaced with -N (-)- includes the following formulas (m-9) and (m). Examples thereof include groups represented by -10). These are preferably 5- or 6-membered alicyclic hydrocarbon groups.
- the divalent alicyclic hydrocarbon group is preferably a cycloalkanediyl group represented by the formula (M-1), and more preferably a cyclohexane-1,4-diyl group. More preferably, it is a trans-cyclohexane-1,4-diyl group.
- R a1 to R a8 are independently single-bonded or alkylene groups having 1 to 4 carbon atoms
- R b is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
- R c and R d are 1 to 4 carbon atoms. It is an alkyl group or a hydrogen atom.
- B 1 and B 2 are each independently preferably -OR a2-1 -, - CH 2 - , - CH 2 CH 2 -, - COOR a4-1 - or -OCOR a6-1 - a.
- R a2-1 , R a4-1 , and R a6-1 independently represent either single bond, -CH 2-, or -CH 2 CH 2-.
- B 1 and B 2 are independently, more preferably -O-, -CH 2 CH 2- , -COO-, -COOCH 2 CH 2- or -OCO-, and even more preferably -O-,-. It is COO- or -OCO-, and particularly preferably -COO- or -OCO-.
- B 1 and B 2 may be the same or different from each other. Note that B 1 and B 2 are the same as each other means that the structures of B 1 and B 2 are the same when viewed with M as the center. Hereinafter, the same applies to the relationships between A 1 and A 2 , L 1 and L 2 , and E a and E b.
- a 1 and A 2 in the formula (I) independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group or an aromatic group.
- the hydrogen atom contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group or aromatic group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and an alkoxy having 1 to 4 carbon atoms. It may be substituted with a group, a cyano group or a nitro group. Further, the carbon atom constituting the divalent alicyclic hydrocarbon group or aromatic group may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom.
- Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group in A 1 and A 2 in the formula (I) include the group exemplified as the divalent alicyclic hydrocarbon group in M.
- Examples of the divalent aromatic group include divalent aromatic hydrocarbon groups having about 6 to 20 carbon atoms represented by the following formulas (a-1) to (a-8).
- Some of the hydrogen atoms of the groups represented by the above formulas (a-1) to (a-8) have about 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an i-propyl group or a t-butyl group.
- a 1 and A 2 in the formula (I) are independently, preferably a divalent aromatic group, and the hydrogen atom contained in the divalent aromatic group is a halogen atom and has 1 to 4 carbon atoms. It may be substituted with an alkyl group of, a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, and a carbon atom constituting the divalent aromatic group. May be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom.
- a 1 and A 2 are each independently substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a halogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, respectively. It is more preferably a 1,4-phenylenediyl group which may be substituted with a methyl group, and particularly preferably an unsubstituted 1,4-phenylenediyl group.
- a 1 and A 2 may be the same or different from each other.
- At least one of A 1 and A 2 is preferably a divalent aromatic group, and from the viewpoint of exhibiting good liquid crystallinity , both A 1 and A 2 are 1,4-phenylenediyl groups. More preferably.
- L 1 and L 2 in formula (I) independently represent -O-, -COO- or -OCO-, respectively.
- E a and E b in the formula (I) independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- the hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom.
- -CH 2- which is contained in the alkanediyl group and is not adjacent to L 1 or L 2 , may be substituted with -O- or -S-. However, if during E a and E b -O- and / or -S- there are multiple, they are not adjacent to one another.
- the number of carbon atoms in the alkanediyl group represented by E a and E b is independently, preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and preferably 11 or less, more preferably 8 or less.
- N1 is It is 2 to 6, and N2 is 6 to 12. Further, N1 and N2 satisfy the relationship of 1 ⁇ N2-N1 ⁇ 10.
- the group represented by E a and the group represented by E b in the formula (I) each have the specific number of carbon atoms, and the number of carbon atoms of both is more than 1 and less than 10. If there is, the solubility in various solvents (for example, cyclopentanone, o-xylene, 2-methylpyrrolidone, chloroform) is likely to be improved.
- N2-N1 is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and preferably 9 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 7 or less.
- the total number of carbon atoms in the groups represented by the sum and E b of the number of carbon atoms in the groups represented by E a, respectively, the main of the compound represented by formula (I) It means the total number of carbon atoms constituting the chain, and does not include the number of carbon atoms contained as a substituent in the carbon constituting the main chain.
- P is an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group.
- the polymerizable liquid crystal compound (I) is centered on a divalent alicyclic hydrocarbon group represented by M, and is mainly PE a.
- the structure represented by -L 1- A 1- B 1- and the structure represented by -B 2- A 2- L 2- E b- P have an asymmetric molecular structure.
- the polymerizable liquid crystal compound (I) has the same ring structure symmetrically with respect to the divalent alicyclic hydrocarbon group represented by M, that is, A 1 and A 2 are the same.
- Examples of the polymerizable liquid crystal compound (I) include compounds represented by the following formulas (Ia) to (Ig).
- the method for producing the polymerizable liquid crystal compound (I) of the present invention is not particularly limited. , Condensation reaction, esterification reaction, Williamson reaction, Ulmann reaction, Wittich reaction, Schiff base formation reaction, benzylation reaction, Sonoto reaction, Suzuki-Miyaura reaction, Negishi reaction, Kumada reaction, Hiyama reaction, Buchwald-Heartwig reaction , Friedelcraft reaction, Heck reaction, Aldor reaction, etc.) can be produced by appropriately combining them according to their structure.
- a polymerizable liquid crystal compound represented by the following formula (I') in which B 1 and B 2 in the formula (I) are * -COO- (* means a binding site with M) is represented by the following formula. It can be obtained by an esterification reaction between the carboxylic acid compound represented by (I-1) and the alcohol compound represented by the formula (I-2).
- M, A 1 , A 2 , L 1 , L 2 , E a , E b, and P are M, A 1 , A 2 , L 1 , and P in formula (I), respectively. It has the same meaning as L 2 , E a , E b and P.
- M, B 1 , A 1 , L 1 , E a and P in the formula (I-1) and A 2 , L 2 , E b and P in the formula (I-2) are the desired polymerizable properties. It is determined according to the corresponding molecular structure of the liquid crystal compound (I).
- the compound represented by the formula (I-1) and the compound represented by the formula (I-2) are M, B 1 , A 1 , L 1 , E a and P, or A 2 , L 2, respectively.
- E b and P can be produced by synthesizing and binding each structural unit of, E b and P by appropriately combining known organic synthesis reactions according to the structure. Specifically, for example, it can be prepared from a compound having a structure corresponding to the desired structure of the polymerizable liquid crystal compound (I) according to the method described in JP-A-2010-24438.
- the compound represented by the formula (I-1) is the following formula (I-1a) :.
- M has the same meaning as M in formula (I).
- the compound represented by the formula (I-2) is a divalent alicyclic hydrocarbon group corresponding to the alicyclic hydrocarbon group M in the formula (I) in the desired polymerizable liquid crystal compound (I).
- a compound in which two carboxyl groups are bonded can be mentioned.
- the esterification reaction between the carboxylic acid compound (I-1) and the alcohol compound (I-2) is preferably carried out in the presence of a condensing agent.
- a condensing agent By carrying out the esterification reaction in the presence of a condensing agent, the esterification reaction can be carried out efficiently and rapidly.
- condensing agent examples include 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimidemeth-para-toluenesulfonate, dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, 1-.
- Carbodiimide compounds such as ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (water-soluble carbodiimide: commercially available as WSC), bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide, and bis (trimethylsilyl) carbodiimide, 2-methyl- 6-Nitrobenzoic acid anhydride, 2,2'-carbonylbis-1H-imidazole, 1,1'-oxalyldiimidazole, diphenylphosphoryl azide, 1 (4-nitrobenzenesulfonyl) -1H-1, 2, 4 -Triazole, 1H-benzotriazole-1-yloxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate, 1H-benzotriazole-1-yloxytris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate, N, N, N', N'-tetra
- the polymerizable liquid crystal compound (I) of the present invention has the following formula (II): Even when blended in a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound represented by (hereinafter, also referred to as "polymerizable liquid crystal compound (II)"), the solubility in a solvent is good.
- Ar in the formula (II) is a divalent group having at least one aromatic ring, and the aromatic ring constituting the divalent group contains at least one of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom. You may.
- the divalent group having an aromatic ring include a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or a divalent aromatic heterocyclic group.
- the divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent means a divalent group containing at least one aromatic hydrocarbon ring, and may have a substituent.
- a divalent aromatic heterocyclic group means a divalent group containing at least one aromatic heterocyclic ring.
- Ar may contain one aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle, or may contain two or more aromatic rings. When one aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is contained, Ar may be a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or may have a substituent. It may be a divalent aromatic heterocyclic group.
- aromatic hydrocarbon rings or aromatic heterocycles When two or more aromatic hydrocarbon rings or aromatic heterocycles are contained, only the aromatic hydrocarbon ring or only a plurality of aromatic heterocycles may be contained, and the aromatic hydrocarbon ring and the aromatic heterocycle may be contained. May contain one or more of each. Two or more aromatic hydrocarbon rings and / or aromatic heterocycles may be bonded to each other by a single bond or a divalent bonding group such as -CO-O-, -O-.
- Examples of the aromatic hydrocarbon ring contained in Ar include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring and the like, and a benzene ring and a naphthalene ring are preferable.
- aromatic heterocycle examples include a furan ring, a benzofuran ring, a pyrrole ring, an indole ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a triazole ring, a triazine ring, a pyrrolin ring, an imidazole ring, and a pyrazole ring.
- Examples thereof include a thiazole ring, a benzothiazole ring, a thienothiazole ring, an oxazole ring, a benzoxazole ring, and a phenanthroline ring.
- Ar contains a nitrogen atom, the nitrogen atom preferably has ⁇ electrons.
- the total number N ⁇ of ⁇ electrons contained in Ar is preferably 12 or more, more preferably 14 or more, and further preferably 16 or more. Further, it is preferably less than 40, more preferably 36 or less, still more preferably 34 or less, and particularly preferably 32 or less.
- Examples of the aromatic group represented by Ar include the following groups.
- Z 0 , Z 1 and Z 2 are independently hydrogen atoms, halogen atoms, and alkyl having 1 to 12 carbon atoms.
- Z 0 , Z 1 and Z 2 may contain a
- Q 1 and Q 2 each independently, -CR 2 'R 3' - , - S -, - NH -, - NR 2 '-, - CO- or -O- and represents, R 2' and R 3 ' Independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- J 1 and J 2 independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, respectively.
- Y 1 , Y 2 and Y 3 each independently represent an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may be substituted.
- W 1 and W 2 independently represent a hydrogen atom, a cyano group, a methyl group or a halogen atom, and m represents an integer of 0 to 6.
- Examples of the aromatic hydrocarbon group in Y 1 , Y 2 and Y 3 include an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group and a biphenyl group, and a phenyl group.
- a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable.
- the aromatic heterocyclic group has 4 to 20 carbon atoms containing at least one heteroatom such as a nitrogen atom such as a frill group, a pyrrolyl group, a thienyl group, a pyridinyl group, a thiazolyl group or a benzothiazolyl group, an oxygen atom and a sulfur atom.
- Aromatic heterocyclic groups are mentioned, and a frill group, a thienyl group, a pyridinyl group, a thiazolyl group, and a benzothiazolyl group are preferable.
- Y 1 , Y 2 and Y 3 may be independently substituted polycyclic aromatic hydrocarbon groups or polycyclic aromatic heterocyclic groups, respectively.
- the polycyclic aromatic hydrocarbon group refers to a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group or a group derived from an aromatic ring assembly.
- the polycyclic aromatic heterocyclic group refers to a condensed polycyclic aromatic heterocyclic group or a group derived from an aromatic ring assembly.
- Z 0 , Z 1 and Z 2 are preferably hydrogen atoms, halogen atoms, alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cyano groups, nitro groups, and alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, respectively.
- 0 is more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and a cyano group
- Z 1 and Z 2 are further preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group, and a cyano group.
- Z 0 , Z 1 and Z 2 may contain a polymerizable group.
- Q 1 and Q 2 -NH -, - S -, - NR 2 '-, - O- are preferable, R 2' is preferably a hydrogen atom. Of these, -S-, -O-, and -NH- are particularly preferable.
- the formulas (Ar-1) to (Ar-23) are preferable from the viewpoint of molecular stability.
- Y 1 may form an aromatic heterocyclic group together with the nitrogen atom to which it is attached and Z 0.
- the aromatic heterocyclic group include those described above as the aromatic heterocycle that Ar may have.
- a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrroline ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, and an indole examples thereof include a ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a purine ring, and a pyrroline ring.
- This aromatic heterocyclic group may have a substituent.
- Y 1 may be a polycyclic aromatic hydrocarbon group or a polycyclic aromatic heterocyclic group which may be substituted as described above, together with the nitrogen atom to which the Y 1 is bonded and Z 0.
- a benzofuran ring, a benzothiazole ring, a benzoxazole ring and the like can be mentioned.
- the groups G 1 and G 2 in the formula (II) are the same as the groups exemplified as the divalent alicyclic hydrocarbon groups in the formulas (I) A 1 and A 2 in the polymerizable liquid crystal compound (I).
- the group is mentioned.
- G 1 and G 2 are preferably 5- or 6-membered alicyclic hydrocarbon groups, more preferably 6-membered alicyclic hydrocarbon groups, and even more preferably cyclohexane-1. , 4-Diyl groups, particularly preferably trans-cyclohexane-1,4-Diyl groups.
- G 1 and G 2 may be the same or different from each other.
- B 3 and B 4 in formula (II) independently represent a single bond or a divalent linking group, respectively.
- Examples of the divalent linking group in B 3 and B 4 include the same groups as those exemplified as B 1 and B 2 in the formula (I) in the polymerizable liquid crystal compound (I).
- B 3 and B 4 in the formula (II) are independently, preferably single-bonded, alkylene groups having 1 to 4 carbon atoms, -O-, -S-, -R a1 OR a2- , -R a3.
- R a1 to R a8 independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
- R c and R d represent an alkyl group or a hydrogen atom having 1 to 4 carbon atoms.
- B 3 and B 4 are each independently more preferably a single bond, -OR a2-1 -, - CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - COOR a4-1 -, or -OCOR a6-1 - (R a2-1 , R a4-1 , and R a6-1 each independently represent either single bond, -CH 2- , or -CH 2 CH 2- ), and more preferably single bond, -O. -, -CH 2 CH 2- , -COO-, -COOCH 2 CH 2- , or -OCO-, and particularly preferably -COO- or -OCO-.
- B 3 and B 4 may be the same or different from each other.
- a 3 and A 4 in the formula (II) independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
- the alicyclic hydrocarbon group and the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom or a fluorine atom, or may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluorine atom. It may be substituted with a good alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group.
- -CH 2- contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced with -O-, -S- or -NR 1- , and -CH (contained in the alicyclic hydrocarbon group).
- the R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- a 3 and A 4 may be independently substituted with at least one substituent preferably selected from the group consisting of a halogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms1.
- a 1,4-cyclohexanediyl group which may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a 4-phenylenediyl group, a halogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably methyl.
- a 1 and A 2 may be the same or different from each other.
- L 3 to L 6 in the formula (II) independently represent -O-, -COO- or -OCO-, respectively.
- L 3 to L 6 may be the same or different from each other.
- E c and E d in formula (II) each independently represent an alkanediyl group having 1 to 17 carbon atoms.
- the hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be replaced with a halogen atom, and -CH 2- contained in the alkanediyl group may be replaced with -O- or -CO-.
- E c and Ed are each independently, preferably an alkanediyl group having 4 to 17 carbon atoms which may be substituted, and more preferably 4 to 17 carbon atoms which may be substituted. There are 12 alkanediyl groups. Wherein (II), E c and E d may be the being the same or different.
- P 1 and P 2 in formula (II) each independently represent a polymerizable group.
- the polymerizable group represented by P 1 or P 2 includes an epoxy group, a vinyl group, a vinyloxy group, a 1-chlorovinyl group, an isopropenyl group, a 4-vinylphenyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, and an oxylanyl group. And an oxetanyl group and the like.
- an acryloyloxy group, a methylenedioxy group, a vinyl group and a vinyloxy group are preferable, an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group are more preferable, and an acryloyloxy group is further preferable.
- P 1 and P 2 may be the same or different.
- Examples of the polymerizable liquid crystal compound (II) include compounds described in JP-A-2011-207765, JP-A-2008-107767, WO2014 / 01325, JP-A-2019-0031777, and the like. Can be mentioned.
- the polymerizable liquid crystal compound (II) is preferably a polymerizable liquid crystal compound that exhibits maximum absorption in the wavelength range of 300 nm or more and 400 nm or less.
- the polymerizable liquid crystal composition contains a photopolymerization initiator, the polymerization reaction and gelation of the polymerizable liquid crystal compound may proceed during long-term storage.
- the maximum absorption wavelength of the polymerizable liquid crystal compound (II) is within the range of 300 nm or more and 400 nm or less, even if ultraviolet light is exposed during storage, the generation of reactive species from the photopolymerization initiator and the reaction activity thereof.
- the maximum absorption wavelength of the polymerizable liquid crystal compound (II) can be measured in a solvent using an ultraviolet-visible spectrophotometer.
- the solvent is a solvent capable of dissolving the polymerizable liquid crystal compound (II), and examples thereof include chloroform.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention contains a polymerizable liquid crystal compound (I) and a polymerizable liquid crystal compound (II).
- a polymerizable liquid crystal compound (I) and a polymerizable liquid crystal compound (II) As the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable liquid crystal compound (II), only one type may be contained, or two or more types may be contained in combination.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention has high solubility in the solvent of the polymerizable liquid crystal compound, the occurrence of orientation defects due to precipitation, precipitation, etc. of the undissolved polymerizable liquid crystal compound or the polymerizable liquid crystal compound during storage. Excellent effect of suppressing. Therefore, by using the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, it is possible to form a film without deteriorating the optical characteristics that the polymerizable liquid crystal compound can originally develop, and the liquid crystal curing having excellent optical characteristics can be achieved. A film can be obtained.
- the polymerizable liquid crystal compound (I) is dissolved alone in a solvent
- a larger amount of the polymerizable liquid crystal compound can be easily dissolved in the same amount or a smaller amount of solvent. ..
- the undissolved polymerizable liquid crystal compound is unlikely to remain in the coating liquid, high coatability at the time of film formation can be ensured, and the polymerizable liquid crystal composition having excellent film formation is obtained.
- the amount of solvent required to prepare the coating liquid can be reduced, and as the types of solvents that can be selected increase, the choices such as the base material, alignment film, and manufacturing conditions to be used increase. It is also advantageous in.
- the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable liquid crystal compound (II) are easily improved.
- B 3 and B 4 in the formula (II) are the same as B 1 and B 2 in the formula (I), respectively, and in the formula (II).
- G 1 and G 2 are the same as A 1 and A 2 in the formula (I), respectively, and L 3 and L 4 in the formula (II) are the same as L 1 and L 2 in the formula (I), respectively.
- P 1 and P 2 in the formula (II) are the same as P in the formula (I), respectively.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention contains the polymerizable liquid crystal compound (I) with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound (II), preferably 1 part by mass or more and 70 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more. It is contained in an amount of 50 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less. It is preferable that the content of the polymerizable liquid crystal compound (I) with respect to the polymerizable liquid crystal compound (II) is at least the above lower limit value from the viewpoint of wavelength dispersion. Further, when it is not more than the above upper limit, the solubility is easily improved sufficiently.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention may contain a polymerizable liquid crystal compound other than the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable liquid crystal compound (II) as long as it does not affect the effects of the present invention.
- a polymerizable liquid crystal compound include a polymerizable liquid crystal compound having the same E a and E b in the formula (I) and generally exhibiting positive wavelength dispersibility.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention contains a polymerizable liquid crystal compound other than the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II), the polymerizable liquid crystal composition can be used from the viewpoint of obtaining a liquid crystal cured film having excellent optical properties.
- the total mass of the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II) with respect to the total mass of the total polymerizable liquid crystal compounds contained is preferably 51% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90. It is mass% or more, and may be 100 mass%.
- the content of the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition is, for example, 70 to 99.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the polymerizable liquid crystal composition. It is preferably 80 to 99 parts by mass, more preferably 85 to 98 parts by mass, and further preferably 90 to 95 parts by mass.
- the content of the polymerizable liquid crystal compound is within the above range, it is advantageous from the viewpoint of the orientation of the obtained liquid crystal cured film.
- the solid content of the polymerizable liquid crystal composition means all the components of the polymerizable liquid crystal composition excluding volatile components such as organic solvents.
- additives such as a photopolymerization initiator, an organic solvent, a polymerization inhibitor, a photosensitizer, and a leveling agent are further added. It may be included. As each of these components, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
- the polymerization initiator is a compound capable of producing a reactive species by the contribution of heat or light and initiating a polymerization reaction of a polymerizable liquid crystal display or the like.
- the reactive active species include active species such as radicals, cations and anions.
- a photopolymerization initiator that generates radicals by light irradiation is preferable from the viewpoint of easy reaction control.
- photopolymerization initiator examples include benzoin compounds, benzophenone compounds, benzyl ketal compounds, ⁇ -hydroxyketone compounds, ⁇ -aminoketone compounds, triazine compounds, iodonium salts and sulfonium salts.
- Irgacure (registered trademark) 907, Irgacure 184, Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure 250, Irgacure 369, Irgacure 379, Irgacure 127, Irgacure 2959, Irgacure 754, Irgacure 379EG (above, BASF Japan Co., Ltd.) (Made), Sakeol BZ, Sakeol Z, Sakeol BEE (manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd.), Kayacure BP100 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Kayacure UVI-6992 (manufactured by Dow), ADEKA PUTMER SP- 152, ADEKA OPTMER SP-170, ADEKA PTMER N-1717, ADEKA PTMER N-1919, ADEKA ARCLUDS NCI-831
- the maximum absorption wavelength is preferably 300 nm to 400 nm, more preferably 300 nm to 380 nm, and above all, the ⁇ -acetophenone type.
- a polymerization initiator and an oxime-based photopolymerization initiator are preferable.
- Examples of the ⁇ -acetophenone-based polymerization initiator include 2-methyl-2-morpholino-1- (4-methylsulfanylphenyl) propan-1-one and 2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -2-benzyl.
- Examples thereof include butane-1-one and 2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -2- (4-methylphenylmethyl) butane-1-one, and more preferably 2-methyl-2-morpholino-. Included are 1- (4-methylsulfanylphenyl) propan-1-one and 2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -2-benzylbutane-1-one.
- Examples of commercially available ⁇ -acetophenone compounds include Irgacure 369, 379EG, 907 (above, manufactured by BASF Japan Ltd.) and Sequol BEE (manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd.).
- the oxime-based photopolymerization initiator generates methyl radicals when irradiated with light.
- the methyl radicals preferably allow the polymerization of the polymerizable liquid crystal compound in the deep part of the liquid crystal cured film to be formed. Further, from the viewpoint of more efficiently advancing the polymerization reaction in the deep part of the formed liquid crystal cured film, it is preferable to use a photopolymerization initiator capable of efficiently utilizing ultraviolet rays having a wavelength of 350 nm or more.
- a triazine compound and an oxime ester type carbazole compound are preferable, and an oxime ester type carbazole compound is more preferable from the viewpoint of sensitivity.
- the oxime ester-type carbazole compound include 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)], etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl)]. ) -9H-carbazole-3-yl] -1- (O-acetyloxime) and the like.
- oxime ester-type carbazole compound Commercially available products of the oxime ester-type carbazole compound include Irgacure OXE-01, Irgacure OXE-02, Irgacure OXE-03 (above, manufactured by BASF Japan Ltd.), ADEKA OPTMER N-1919, and ADEKA ARCLUS NCI-831 (above). , Made by ADEKA CORPORATION) and the like.
- the amount of the photopolymerization initiator added is usually 0.1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound.
- the above is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 15 parts by mass or less.
- the polymerizable liquid crystal composition is usually applied to a base material or the like in a state of being dissolved in a solvent, and therefore preferably contains a solvent.
- a solvent capable of dissolving the polymerizable liquid crystal compound constituting the polymerizable liquid crystal composition such as the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II) is preferable, and the solvent is inactive in the polymerization reaction of the polymerizable liquid crystal compound. It is preferably a solvent.
- solvent examples include water, methanol, ethanol, ethylene glycol, isopropyl alcohol, propylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-butoxyethanol and alcohols such as propylene glycol monomethyl ether.
- Solvents Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol methyl ether acetate, ⁇ -butyrolactone, propylene glycol methyl ether acetate and ethyl lactate; acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone.
- Ketone solvent aliphatic hydrocarbon solvent such as pentane, hexane and heptane; alicyclic hydrocarbon solvent such as ethylcyclohexane; aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene; nitrile solvent such as acetonitrile; tetrahydrofuran and dimethoxyethane and the like Ether solvent; chlorine-containing solvent such as chloroform and chlorobenzene; amide-based solvent such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc. Be done.
- organic solvents are preferable, and alcohol solvents, ester solvents, ketone solvents, chlorine-containing solvents, amide solvents and aromatic hydrocarbon solvents are more preferable.
- the content of the solvent in the polymerizable liquid crystal composition is preferably 50 to 98 parts by mass, more preferably 70 to 95 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal composition. Therefore, the solid content in 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal composition is preferably 2 to 50 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass. When the solid content is 50 parts by mass or less, the viscosity of the polymerizable liquid crystal composition tends to be low, the thickness of the film tends to be substantially uniform, and unevenness tends to be less likely to occur. The solid content can be appropriately determined in consideration of the thickness of the liquid crystal cured film to be produced.
- Polymerization inhibitors include hydroquinones having substituents such as hydroquinone and alkyl ethers; catechols having substituents such as alkyl ethers such as butyl catechol; pyrogallols, 2,2,6,6-tetramethyl-1- Radical trapping agents such as piperidinyloxy radicals; thiophenols; ⁇ -naphthylamines and ⁇ -naphthols.
- the content of the polymerization inhibitor is usually 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound, and is preferably 0. It is 1 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass.
- the photopolymerization initiator can be made highly sensitive.
- the photosensitizer include xanthones such as xanthones and thioxanthones; anthracenes having substituents such as anthracene and alkyl ethers; phenothiazines; rubrenes.
- the photosensitizer include xanthones such as xanthones and thioxanthones; anthracenes having substituents such as anthracene and alkyl ethers; phenothiazines; rubrenes.
- the content of the photosensitizer is usually 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound. 3 parts by mass.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention may contain a leveling agent.
- the leveling agent is an additive having a function of adjusting the fluidity of the polymerizable liquid crystal composition and flattening the film obtained by applying the leveling agent, for example, silicone-based, polyacrylate-based and perfluoroalkyl-based. Leveling agent can be mentioned.
- DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, ST80PA, ST86PA, SH8400, SH8700, FZ2123 (all manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), KP321, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, X22-161A, KF6001 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460 (all momentary performance materials Japan GK) , Florinert (registered trademark) FC-72, FC-40, FC-43, FC-3283 (all manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafuck (registered trademark) R-08 , R-30, R-90, F-410, F-411, F-443, F-445, F-470, F-477, F
- F-483 (all manufactured by DIC Co., Ltd.), Ftop (trade name) EF301, EF303, EF351, EF352 (all manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.), Surflon (registered) Trademarks) S-381, S-382, S-383, S-393, SC-101, SC-105, KH-40, SA-100 (all manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) , Product name E1830, E5844 (manufactured by Daikin Fine Chemical Laboratory Co., Ltd.), BM-1000, BM-1100, BYK-352, BYK-353 and BYK-361N (all trade names: manufactured by BM Chemie), etc. Can be mentioned. Of these, polyacrylate-based leveling agents and perfluoroalkyl-based leveling agents are preferable.
- the content of the leveling agent in the polymerizable liquid crystal composition is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound.
- the content of the leveling agent is within the above range, it becomes easy to orient the polymerizable liquid crystal compound, and the obtained liquid crystal cured film tends to be smoother, which is preferable.
- the polymerizable liquid crystal composition may contain two or more kinds of leveling agents.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is added to the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II) as necessary, such as a solvent, a photopolymerization initiator, a polymerization inhibitor, a photosensitizer or a leveling agent.
- a solvent such as a solvent, a photopolymerization initiator, a polymerization inhibitor, a photosensitizer or a leveling agent.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention has high solubility in the solvent of the polymerizable liquid crystal compound, the occurrence of orientation defects due to precipitation, precipitation, etc. of the undissolved polymerizable liquid crystal compound or the polymerizable liquid crystal compound during storage. Excellent effect of suppressing. Therefore, by using the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, it is possible to form a film without deteriorating the optical characteristics that the polymerizable liquid crystal compound can originally develop, and the liquid crystal cured film having excellent optical characteristics can be formed. Is easy to obtain.
- the present invention is a cured product of the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, and is a retardation film containing a liquid crystal cured film obtained by curing the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition in an oriented state. Also related to.
- the retardation film composed of the liquid crystal cured film can sufficiently exhibit the optical characteristics that the polymerizable liquid crystal compound used can originally exhibit, and can be a retardation film having high optical performance.
- the liquid crystal cured film constituting the retardation film of the present invention may be composed of a homopolymer of the polymerizable liquid crystal compound (I) in an oriented state and a homopolymer of the polymerizable liquid crystal compound (II), or may be polymerized. It may be composed of a copolymer in an oriented state of a mixture of the sex liquid crystal compounds (I) and (II). Since the polymerization reaction is easy and a uniform liquid crystal cured film can be easily obtained, the liquid crystal cured film constituting the retardation film of the present invention is coexisting in the orientation state of the mixture of the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II). It is preferably composed of a polymer.
- the retardation film of the present invention is a cured product of the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, and has optical properties represented by the following formulas (1), (2) and (3).
- the liquid crystal cured film is usually a cured product obtained by curing the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II) in a state of being horizontally oriented with respect to the plane of the liquid crystal cured film (hereinafter, "horizontally oriented liquid crystal cured film”). Also called).
- Re ( ⁇ ) represents the in-plane retardation value of the cured liquid crystal film at a wavelength of ⁇ nm
- Re (nx ( ⁇ ) ⁇ ny ( ⁇ )) ⁇ d (d is the thickness of the cured liquid crystal film).
- Nx represents the main refractive index at a wavelength of ⁇ nm in the direction parallel to the plane of the cured liquid crystal film in the refractive elliptical body formed by the cured liquid crystal film
- ny represents the main refractive index at the wavelength ⁇ nm formed by the cured liquid crystal film. Represents the refractive index at a wavelength of ⁇ nm in a direction parallel to the plane of the liquid crystal cured film and orthogonal to the nx direction).
- the in-plane retardation value at a short wavelength of the horizontally oriented liquid crystal cured film is smaller than the in-plane retardation value at a long wavelength. It shows so-called reverse wavelength dispersibility.
- Re (450) / Re (550) is preferably 0.70 or more, more preferably 0.78 or more, and therefore, because the inverse wavelength dispersibility is improved and the optical characteristics of the retardation film are further improved. It is preferably 0.92 or less, more preferably 0.90 or less, still more preferably 0.87 or less, particularly preferably 0.86 or less, and even more preferably 0.85 or less.
- Re (650) / Re (550) is preferably 1.00 or more, more preferably 1.01 or more, and further preferably 1.02 or more.
- the retardation film containing the horizontally oriented liquid crystal cured film functions as a ⁇ / 4 plate, and an elliptical polarizing plate including the retardation film containing the liquid crystal cured film. Is excellent in the effect of improving the front reflection hue (the effect of suppressing coloring) when the above is applied to an optical display or the like.
- a more preferable range of the in-plane retardation value is 120 nm ⁇ Re (550) ⁇ 170 nm, and a more preferable range is 130 nm ⁇ Re (550) ⁇ 150 nm.
- the retardation film of the present invention is a cured product of the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, and has optical properties represented by the following formulas (4), (5) and (6).
- the liquid crystal cured film is usually a cured product obtained by curing the polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II) in a state of being oriented in a direction perpendicular to the plane of the liquid crystal cured film (hereinafter, "vertically oriented liquid crystal cured film”). Also called).
- Rth ( ⁇ ) represents the phase difference value in the thickness direction of the cured liquid crystal film at the wavelength ⁇ nm
- Rth ((nx ( ⁇ ) + ny ( ⁇ )) / 2-nz) ⁇ d (d is).
- Nx represents the thickness of the cured liquid crystal film
- nx represents the main refractive index at the wavelength ⁇ nm in the direction parallel to the plane of the cured liquid crystal film in the refractive index ellipse formed by the cured liquid crystal film
- ny represents the cured liquid crystal film.
- the refractive index of the elliptical body is parallel to the plane of the cured liquid crystal film and represents the refractive index at the wavelength ⁇ nm in the direction orthogonal to the direction of nx, where nz is the refraction formed by the cured liquid crystal film. In the rate elliptical body, it represents the refractive index at the wavelength ⁇ nm in the direction perpendicular to the plane of the liquid crystal cured film).
- the value of Rth (450) / Rth (550) in the vertically oriented liquid crystal cured film is preferably 0.70 or more, more preferably 0.78 or more, and preferably 0.92 or less, more preferably 0. It is 90 or less, more preferably 0.87 or less, particularly preferably 0.86 or less, and even more preferably 0.85 or less.
- Rth (650) / Rth (550) is preferably 1.0 or more, more preferably 1.01 or more, and further preferably 1.02 or more.
- the oblique reflection hue when an elliptical polarizing plate including a retardation film including the vertically oriented liquid crystal cured film is applied to an organic EL display device is to be improved.
- the retardation value Rth (550) in the film thickness direction of the vertically oriented liquid crystal cured film is more preferably ⁇ 90 nm or more, further preferably ⁇ 80 nm or more, and more preferably ⁇ 50 nm or less.
- the retardation film of the present invention is, for example, A step of forming a coating film of the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, drying the coating film, and orienting the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition, and It can be produced by a method including a step of polymerizing a polymerizable liquid crystal compound by light irradiation while maintaining an oriented state to form a liquid crystal cured film.
- the coating film of the polymerizable liquid crystal composition can be formed by applying the polymerizable liquid crystal composition on a substrate or an alignment film described later.
- the base material include a glass base material and a film base material, and a resin film base material is preferable from the viewpoint of processability.
- Resins constituting the film substrate include, for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and norbornene-based polymers; cyclic olefin-based resins; polyvinyl alcohols; polyethylene terephthalates; polymethacrylic acid esters; polyacrylic acid esters; triacetylcellulose, Examples include diacetyl cellulose and cellulose esters such as cellulose acetate propionate; polyethylene naphthalate; polycarbonate; polysulfone; polyethersulfone; polyether ketones; polyphenylene sulfide and plastics such as polyphenylene oxide.
- polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and norbornene-based polymers
- cyclic olefin-based resins include polyvinyl alcohols; polyethylene terephthalates; polymethacrylic acid esters; polyacrylic acid esters; triacetylcellulose, Examples include diacetyl cellulose
- Such a resin can be formed into a film by a known means such as a solvent casting method and a melt extrusion method to form a base material.
- the surface of the base material may have a protective layer formed of an acrylic resin, a methacrylic resin, an epoxy resin, an oxetane resin, a urethane resin, a melamine resin, or the like. Surface treatment such as plasma treatment may be applied.
- a commercially available product may be used as the base material.
- cellulose ester base materials for example, cellulose ester base materials manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. such as Fujitac Film; manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd. such as "KC8UX2M”, “KC8UY”, and “KC4UY”. Cellulose ester base material and the like.
- commercially available cyclic olefin resins include, for example, cyclic olefin resins manufactured by Ticona (Germany) such as “Topas (registered trademark)"; cyclic olefins manufactured by JSR Corporation such as "Arton (registered trademark)".
- Cyclic olefin resins manufactured by Zeon Corporation such as “ZEONOR (registered trademark)” and “ZEONEX (registered trademark)”
- Mitsui such as "Apel” (registered trademark) Cyclic olefin resin manufactured by Kagaku Co., Ltd.
- a commercially available cyclic olefin resin base material can also be used.
- cyclic olefin resin base materials cyclic olefin resin base materials manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
- the thickness of the base material is usually 5 to 300 ⁇ m, preferably 10 to 150 ⁇ m.
- Examples of the method for applying the polymerizable liquid crystal composition to a substrate or the like include a spin coating method, an extrusion method, a gravure coating method, a die coating method, a bar coating method, an applicator method and other coating methods, and a flexography method and other printing methods. And the like, a known method can be mentioned.
- a dry coating film is formed by removing the solvent by drying or the like.
- the drying method include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a vacuum drying method.
- the heating temperature of the coating film can be appropriately determined in consideration of the polymerizable liquid crystal compound to be used and the material of the base material or the like forming the coating film. , It is necessary that the temperature is equal to or higher than the liquid crystal phase transition temperature.
- the liquid crystal phase transition temperature (smetic phase) of the polymerizable liquid crystal compound contained in the polymerizable liquid crystal composition can be heated to a temperature of about (transition temperature or nematic phase transition temperature) or higher.
- the liquid crystal phase transition temperature can be measured using, for example, a polarizing microscope equipped with a temperature control stage, a differential scanning calorimeter (DSC), a thermal weight differential thermal analyzer (TG-DTA), or the like.
- the phase transition temperature in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention containing at least the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable liquid crystal compound (II) is such that the fully polymerizable liquid crystal compound constituting the polymerizable liquid crystal composition is polymerizable. It means the temperature measured using a mixture of polymerizable liquid crystal compounds mixed in the same ratio as the composition in the liquid crystal composition.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention contains at least two types of polymerizable liquid crystal compounds (I) and (II), and usually, each of the single polymerizable liquid crystal compounds (I) or (II) is transferred to the liquid crystal phase.
- the liquid crystal phase transition can be performed at a temperature lower than the transition temperature. Therefore, in the production of the retardation film using the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, excessive consumption of heat energy can be suppressed and production efficiency can be improved. Further, since the liquid crystal phase transition can be performed by heating at a relatively low temperature, there is an advantage that the options of the supporting base material to which the polymerizable liquid crystal composition is applied are expanded.
- the heating time can be appropriately determined depending on the heating temperature, the type of the polymerizable liquid crystal compound used, the type of the solvent, its boiling point and its amount, etc., but is usually 15 seconds to 10 minutes, preferably 0.5 to 0.5 minutes. 5 minutes.
- the removal of the solvent from the coating film may be performed at the same time as heating the polymerizable liquid crystal compound to the liquid crystal phase transition temperature or higher, or may be performed separately, but it is preferable to perform the removal at the same time from the viewpoint of improving productivity.
- the solvent in the coating film should be appropriately added under the condition that the polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film obtained from the polymerizable liquid crystal composition does not polymerize.
- a pre-drying step may be provided for removal.
- drying method in the pre-drying step examples include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a vacuum drying method, and the drying temperature (heating temperature) in the drying step is the type of polymerizable liquid crystal compound used and the solvent. It can be appropriately determined according to the type of the product, its boiling point, its amount, and the like.
- the polymerizable liquid crystal compound is polymerized by light irradiation while maintaining the orientation state of the polymerizable liquid crystal compound, whereby the polymer of the polymerizable liquid crystal compound existing in the desired orientation state is used.
- a certain liquid crystal cured film is formed. Since the polymerizable liquid crystal composition of the present invention can be highly polymerized by irradiation with light such as high-intensity ultraviolet rays while suppressing damage to the polymerizable liquid crystal compound, the polymerization method is usually a photopolymerization method. Is used.
- the light to be applied to the dry coating film is appropriately selected according to the type of the polymerization initiator contained in the dry coating film, the type of the polymerizable liquid crystal compound, and the amount thereof.
- Specific examples thereof include one or more types of light and active electron beams selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, infrared light, X-rays, ⁇ -rays, ⁇ -rays and ⁇ -rays.
- ultraviolet light is preferable because it is easy to control the progress of the polymerization reaction and it is possible to use a photopolymerization apparatus widely used in the art. It is preferable to select the type of the polymerizable liquid crystal compound and the polymerization initiator contained in the polymerizable liquid crystal composition.
- the polymerization temperature can be controlled by irradiating light while cooling the dry coating film by an appropriate cooling means.
- a cooling means By adopting such a cooling means, if the polymerizable liquid crystal compound is polymerized at a lower temperature, a liquid crystal cured film can be appropriately formed even if a base material having a relatively low heat resistance is used. It is also possible to promote the polymerization reaction by raising the polymerization temperature within a range in which defects due to heat during light irradiation (deformation due to heat of the base material, etc.) do not occur.
- a patterned cured film can also be obtained by masking or developing during photopolymerization.
- Examples of the light source of the active energy ray include a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, a carbon arc lamp, a tungsten lamp, a gallium lamp, an excima laser, and a wavelength range.
- Examples thereof include LED light sources that emit light of 380 to 440 nm, chemical lamps, black light lamps, microwave-excited mercury lamps, metal halide lamps, and the like.
- the ultraviolet irradiation intensity is usually 10 to 3,000 mW / cm 2 .
- the ultraviolet irradiation intensity is preferably an intensity in a wavelength region effective for activating the photopolymerization initiator.
- the time for irradiating light is usually 0.1 seconds to 10 minutes, preferably 0.1 seconds to 5 minutes, more preferably 0.1 seconds to 3 minutes, still more preferably 0.1 seconds to 1 minute. be.
- the integrated light intensity is 10 to 3,000 mJ / cm 2 , preferably 50 to 2,000 mJ / cm 2 , and more preferably 100 to 1,000 mJ / cm. It is 2.
- the thickness of the liquid crystal cured film can be appropriately selected according to the optical display to be applied. It is preferably 0.2 to 3 ⁇ m, more preferably 0.2 to 2 ⁇ m.
- the coating film of the polymerizable liquid crystal composition may be formed on the alignment film.
- the alignment film has an orientation-regulating force that aligns the polymerizable liquid crystal compound in a desired direction.
- the orientation regulating force can be arbitrarily adjusted according to the type of alignment film, surface condition, rubbing conditions, etc., and when the alignment film is formed of a photo-alignable polymer, it can be arbitrarily adjusted according to polarization irradiation conditions, etc. It is possible to do.
- the alignment film preferably has solvent resistance that does not dissolve when the polymerizable liquid crystal composition is applied, and also has heat resistance in heat treatment for removing the solvent and aligning the polymerizable liquid crystal compound described later.
- the alignment film include an alignment film containing an orientation polymer, a photoalignment film, a grub alignment film having an uneven pattern or a plurality of grooves on the surface, a stretched film stretched in the orientation direction, and the like, and the accuracy of the orientation angle and From the viewpoint of quality, a photoalignment film is preferable.
- the oriented polymer examples include polyamides and gelatins having an amide bond in the molecule, polyimide having an imide bond in the molecule and polyamic acid, which is a hydrolyzate thereof, polyvinyl alcohol, alkyl-modified polyvinyl alcohol, polyacrylamide, and poly. Examples thereof include oxazole, polyethyleneimine, polystyrene, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid and polyacrylic acid esters. Of these, polyvinyl alcohol is preferable.
- the oriented polymer can be used alone or in combination of two or more.
- the alignment film containing the orientation polymer is usually obtained by applying a composition in which the orientation polymer is dissolved in a solvent (hereinafter, also referred to as “orientation polymer composition”) to a base material to remove the solvent or orientation. It is obtained by applying the polymer composition to a substrate, removing the solvent, and rubbing (rubbing method).
- a solvent include the same solvents as those exemplified above as the solvents that can be used in the polymerizable liquid crystal composition.
- the concentration of the oriented polymer in the oriented polymer composition may be within the range in which the oriented polymer material can be completely dissolved in the solvent, but is preferably 0.1 to 20% in terms of solid content with respect to the solution, and is 0. .1 to 10% is more preferable.
- orientation polymer composition a commercially available alignment film material may be used as it is.
- alignment film materials include Sunever (registered trademark, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and Optomer (registered trademark, manufactured by JSR Corporation).
- Examples of the method of applying the oriented polymer composition to the base material include the same methods as those exemplified as the method of applying the polymerizable liquid crystal composition to the base material.
- Examples of the method for removing the solvent contained in the oriented polymer composition include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a vacuum drying method.
- Rubbing treatment can be performed as needed to impart orientation regulating force to the alignment film (rubbing method).
- a rubbing cloth is wrapped around a rotating rubbing roll, and an orientation polymer composition is applied to the substrate and annealed to form the surface of the substrate. Examples thereof include a method in which a film of an oriented polymer is brought into contact with each other. If masking is performed during the rubbing treatment, a plurality of regions (patterns) having different orientation directions can be formed on the alignment film.
- the photoalignment film is usually formed by applying a composition containing a polymer or monomer having a photoreactive group and a solvent (hereinafter, also referred to as “composition for forming a photoalignment film”) to a base material, removing the solvent, and then polarized light. It is obtained by irradiating (preferably polarized UV).
- composition for forming a photoalignment film preferably polarized UV.
- the photoalignment film is also advantageous in that the direction of the orientation regulating force can be arbitrarily controlled by selecting the polarization direction of the polarized light to be irradiated.
- a photoreactive group is a group that produces a liquid crystal alignment ability when irradiated with light.
- Specific examples thereof include groups involved in photoreactions that are the origin of liquid crystal orientation ability such as molecular orientation induction or isomerization reaction, dimerization reaction, photocrosslinking reaction or photodecomposition reaction generated by light irradiation. Of these, groups involved in the dimerization reaction or photocrosslinking reaction are preferable because they are excellent in orientation.
- a photoreactive group involved in a photodimerization reaction is preferable, and a photoalignment film having a relatively small amount of polarized light required for photoalignment and excellent thermal stability and stability over time can be easily obtained.
- a cinnamoyl group and a chalcone group are preferable.
- the polymer having a photoreactive group a polymer having a cinnamoyl group such that the terminal portion of the side chain of the polymer has a cinnamic acid structure is particularly preferable.
- a photoalignment-inducing layer By applying the composition for forming a photoalignment film on a base material, a photoalignment-inducing layer can be formed on the base material.
- the solvent contained in the composition include the same solvents as those exemplified above as the solvents that can be used in the polymerizable liquid crystal composition, and are appropriately selected depending on the solubility of the polymer having a photoreactive group or the monomer. can do.
- the content of the polymer or monomer having a photoreactive group in the composition for forming a photo-alignment film can be appropriately adjusted depending on the type of the polymer or monomer and the thickness of the target photo-alignment film, but the composition for forming a photo-alignment film. It is preferably at least 0.2% by mass, and more preferably in the range of 0.3 to 10% by mass.
- the composition for forming a photoalignment film may contain a polymer material such as polyvinyl alcohol or polyimide or a photosensitizer as long as the characteristics of the photoalignment film are not significantly impaired.
- Examples of the method of applying the composition for forming a photoalignment film to the base material include the same method as the method of applying the orientation polymer composition to the base material.
- Examples of the method for removing the solvent from the applied composition for forming a photoalignment film include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a vacuum drying method.
- the polarized light is irradiated from the base material side to obtain polarized light. It may be in the form of transmitting and irradiating. Further, it is particularly preferable that the polarized light is substantially parallel light.
- the wavelength of the polarized light to be irradiated is preferably in the wavelength range in which the photoreactive group of the polymer or monomer having a photoreactive group can absorb light energy. Specifically, UV (ultraviolet rays) having a wavelength in the range of 250 to 400 nm is particularly preferable.
- Examples of the light source used for the polarized light irradiation include xenon lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high pressure mercury lamps, metal halide lamps, ultraviolet light lasers such as KrF and ArF, and high-pressure mercury lamps, ultra-high pressure mercury lamps and metal halide lamps. preferable.
- a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp are preferable because they have a high emission intensity of ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm.
- Polarized UV can be irradiated by irradiating the light from the light source through an appropriate polarizer.
- a polarizing element a polarizing filter, a polarizing prism such as Gran Thomson or Gran Tailor, or a wire grid type polarizing element can be used.
- the groove alignment film is a film having an uneven pattern or a plurality of grooves on the film surface.
- the polymerizable liquid crystal compound is applied to a film having a plurality of linear grubs arranged at equal intervals, the liquid crystal molecules are oriented in the direction along the groove.
- a method of forming an uneven pattern by developing and rinsing after exposure through an exposure mask having a pattern-shaped slit on the surface of a photosensitive polyimide film, or a plate having a groove on the surface A method of forming a layer of UV-curable resin before curing on a shaped master, transferring the formed resin layer to a substrate and then curing, and a film of UV-curable resin before curing formed on the substrate. Examples thereof include a method in which a roll-shaped master having a plurality of grooves is pressed to form irregularities and then cured.
- the thickness of the alignment film is usually in the range of 10 to 10000 nm, preferably in the range of 10 to 1000 nm, more preferably 10 to 500 nm or less, and further preferably. Is in the range of 10 to 300 nm, particularly preferably 50 to 250 nm.
- the present invention includes an elliptical polarizing plate including the retardation film and the polarizing film of the present invention.
- the polarizing film is a film having a polarizing function, and examples thereof include a stretched film having a dye having an absorption anisotropy adsorbed and a film containing a film coated with a dye having an absorption anisotropy as a polarizer.
- Examples of the dye having absorption anisotropy include a dichroic dye.
- a film containing a stretched film having a dye having absorption anisotropy adsorbed as a polarizer is usually obtained by uniaxially stretching a polyvinyl alcohol-based resin film and dyeing the polyvinyl alcohol-based resin film with a bicolor dye.
- the polyvinyl alcohol-based resin is obtained by saponifying the polyvinyl acetate-based resin.
- the polyvinyl acetate-based resin in addition to polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, a copolymer of vinyl acetate and another monomer copolymerizable therewith is used.
- examples of other monomers copolymerizable with vinyl acetate include unsaturated carboxylic acids, olefins, vinyl ethers, unsaturated sulfonic acids, and acrylamides having an ammonium group.
- the saponification degree of the polyvinyl alcohol-based resin is usually about 85 to 100 mol%, preferably 98 mol% or more.
- the polyvinyl alcohol-based resin may be modified, and for example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes can also be used.
- the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol-based resin is usually about 1,000 to 10,000, preferably in the range of 1,500 to 5,000.
- a film formed of such a polyvinyl alcohol-based resin is used as a raw film for a polarizing film.
- the method for forming the film of the polyvinyl alcohol-based resin is not particularly limited, and the film can be formed by a known method.
- the film thickness of the polyvinyl alcohol-based raw film can be, for example, about 10 to 150 ⁇ m.
- the uniaxial stretching of the polyvinyl alcohol-based resin film can be performed before dyeing with a dichroic dye, at the same time as dyeing, or after dyeing.
- the uniaxial stretching may be performed before the boric acid treatment or during the boric acid treatment. It is also possible to perform uniaxial stretching at these multiple stages.
- rolls having different peripheral speeds may be uniaxially stretched, or thermal rolls may be used to uniaxially stretch the rolls.
- the uniaxial stretching may be a dry stretching in which the stretching is performed in the atmosphere, or a wet stretching in which the polyvinyl alcohol-based resin film is swollen using a solvent.
- the draw ratio is usually about 3 to 8 times.
- the polyvinyl alcohol-based resin film is dyed with a dichroic dye, for example, by immersing the polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous solution containing the dichroic dye.
- iodine or a dichroic organic dye is used as the dichroic dye.
- the dichroic organic dye include C.I. I.
- examples thereof include a dichroic direct dye composed of a disazo compound such as DIRECT RED 39, and a dichroic direct dye composed of a compound such as trisazo and tetrakisazo.
- the polyvinyl alcohol-based resin film is preferably immersed in water before the dyeing treatment.
- iodine When iodine is used as the dichroic dye, a method of immersing a polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous solution containing iodine and potassium iodide and dyeing is usually adopted.
- the iodine content in this aqueous solution is usually about 0.01 to 1 part by mass per 100 parts by mass of water.
- the content of potassium iodide is usually about 0.5 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of water.
- the temperature of the aqueous solution used for dyeing is usually about 20 to 40 ° C.
- the immersion time (staining time) in this aqueous solution is usually about 20 to 1,800 seconds.
- a method of immersing a polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous solution containing a water-soluble dichroic dye and dyeing is usually adopted.
- the content of the dichroic organic dye in this aqueous solution is usually about 1 ⁇ 10 -4 to 10 parts by mass, preferably 1 ⁇ 10 -3 to 1 part by mass, more preferably 1 ⁇ 10 -3 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of water. Is 1 ⁇ 10 -3 to 1 ⁇ 10 -2 parts by mass.
- This aqueous solution may contain an inorganic salt such as sodium sulfate as a dyeing aid.
- the temperature of the dichroic dye aqueous solution used for dyeing is usually about 20 to 80 ° C.
- the immersion time (staining time) in this aqueous solution is usually about 10 to 1,800 seconds.
- the boric acid treatment after dyeing with a dichroic dye can usually be performed by immersing the dyed polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous boric acid solution.
- the content of boric acid in this aqueous boric acid solution is usually about 2 to 15 parts by mass, preferably 5 to 12 parts by mass, per 100 parts by mass of water.
- this aqueous boric acid solution preferably contains potassium iodide, and the content of potassium iodide in that case is usually 0.1 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of water. It is about 15 parts by mass, preferably 5 to 12 parts by mass.
- the immersion time in the boric acid aqueous solution is usually about 60 to 1,200 seconds, preferably 150 to 600 seconds, and more preferably 200 to 400 seconds.
- the temperature of the boric acid treatment is usually 50 ° C. or higher, preferably 50 to 85 ° C., and more preferably 60 to 80 ° C.
- the polyvinyl alcohol-based resin film after boric acid treatment is usually washed with water.
- the water washing treatment can be performed, for example, by immersing the boric acid-treated polyvinyl alcohol-based resin film in water.
- the temperature of water in the water washing treatment is usually about 5 to 40 ° C.
- the immersion time is usually about 1 to 120 seconds.
- the drying process can be performed using, for example, a hot air dryer or a far-infrared heater.
- the temperature of the drying treatment is usually about 30 to 100 ° C, preferably 50 to 80 ° C.
- the drying treatment time is usually about 60 to 600 seconds, preferably 120 to 600 seconds.
- the water content is usually about 5 to 20% by mass, preferably 8 to 15% by mass. When the water content is in the above range, it is easy to obtain a polarizer having appropriate flexibility and excellent thermal stability.
- the thickness of the polarizer obtained by uniaxially stretching, dyeing with a dichroic dye, boric acid treatment, washing with water and drying on the above-mentioned polyvinyl alcohol-based resin film is preferably 5 to 40 ⁇ m.
- Examples of the film coated with the dye having absorption anisotropy include a composition containing a dichroic dye having liquid crystallinity, a film obtained by applying a composition containing a dichroic dye and a polymerizable liquid crystal compound, and the like. Can be mentioned.
- the film preferably has a protective film on one or both sides thereof. Examples of the protective film include the same as the resin film exemplified above as a base material that can be used for producing a liquid crystal cured film.
- the film coated with the dye having absorption anisotropy is preferably thin, but from the viewpoint of strength and processability, the thickness of the film is usually 20 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less, and more preferably 0. It is 5 to 3 ⁇ m.
- film coated with the dye having absorption anisotropy include the films described in JP-A-2013-33249.
- a polarizing film can be obtained by laminating a transparent protective film on at least one surface of the polarizing element thus obtained via an adhesive.
- a transparent protective film a transparent film similar to the resin film exemplified above can be preferably used as a base material that can be used for producing a liquid crystal cured film constituting a retardation film.
- the elliptical polarizing plate of the present invention is configured to include the retardation film and the polarizing film of the present invention.
- the retardation film and the polarizing film of the present invention are combined with an adhesive layer or an adhesive layer.
- the elliptical polarizing plate of the present invention can be obtained by laminating through the polarizing plate.
- the retardation film of the present invention including the liquid crystal cured film and the polarizing film are laminated
- the slow axis (optical axis) of the liquid crystal cured film constituting the retardation film and the polarizing film It is preferable to stack the films so that the angle formed by the absorption shaft is 45 ⁇ 5 °.
- the elliptical polarizing plate of the present invention may have a configuration provided by a conventional general elliptical polarizing plate, or a polarizing film and a retardation film.
- a configuration includes, for example, an adhesive layer (sheet) for bonding an elliptical polarizing plate to a display element or the like constituting an optical display, and an object for protecting the surface of a polarizing film or a retardation film from scratches and stains.
- the elliptical polarizing plate of the present invention can be used in various display devices.
- the display device is a device having a display element, and includes a light emitting element or a light emitting device as a light emitting source.
- the display devices include a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (EL) display device, an inorganic electroluminescence (EL) display device, a flexible image display device, a touch panel display device, an electron emission display device (for example, an electric field emission display device (FED)).
- EL organic electroluminescence
- EL inorganic electroluminescence
- FED electric field emission display device
- the liquid crystal display device includes a transmissive liquid crystal display device, a transflective liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, a direct-view type liquid crystal display device, and a projection type liquid crystal display device. These display devices may be display devices that display two-dimensional images, or three-dimensional display devices that display three-dimensional images. In particular, the elliptical polarizing plate of the present invention.
- EL organic electroluminescence
- EL inorganic electroluminescence
- These display devices are provided with the elliptical polarizing plate of the present invention having excellent optical characteristics. , Good image display characteristics can be exhibited.
- the flexible image display device having the elliptical polarizing plate of the present invention preferably further has a window and a touch panel touch sensor.
- the flexible image display device is composed of, for example, a laminated body for a flexible image display device and an organic EL display panel, and the laminated body for the flexible image display device is arranged on the visual side with respect to the organic EL display panel and is configured to be bendable. Has been done.
- the laminated body for a flexible image display device may include a window, a touch panel touch sensor, and the like in addition to the elliptical polarizing plate of the present invention described above.
- the stacking order thereof is arbitrary, but it is preferable that they are stacked in the order of the window, the elliptical polarizing plate, and the touch panel touch sensor, or in the order of the window, the touch panel touch sensor, and the elliptical polarizing plate from the visual side.
- the elliptical polarizing plate is present on the visual side of the touch panel touch sensor because the pattern of the touch panel touch sensor is difficult to be visually recognized and the visibility of the displayed image is improved.
- Each member can be laminated using an adhesive, an adhesive, or the like.
- the laminated body for a flexible image display device can be provided with a light-shielding pattern formed on at least one surface of any one of the windows, the elliptical polarizing plate, and the touch panel touch sensor.
- the window is arranged on the visual side of the flexible image display device and plays a role of protecting other components from external impacts or environmental changes such as temperature and humidity.
- glass has been used as such a protective layer, but a window in a flexible image display device is not rigid and hard like glass, but has flexible characteristics.
- the window is made of a flexible transparent substrate and may include a hard coat layer on at least one surface.
- the window, touch panel touch sensor, and the like constituting the laminated body for the flexible image display device are not particularly limited, and conventionally known ones can be adopted.
- Example 1 Production of polymerizable liquid crystal compound (A-1)
- a polymerizable liquid crystal compound represented by the following formula (A-1) (hereinafter referred to as “polymerizable liquid crystal compound (A-1)”) was synthesized according to the following scheme.
- the obtained chloroform solution was added dropwise to methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having a weight three times the weight of chloroform contained in the solution to precipitate a solid. Subsequently, the precipitated solid was taken out by filtration, washed with 20 g of methanol three times, and then dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 7.49 g of a polymerizable liquid crystal compound (A-1). The yield of the polymerizable liquid crystal compound (A-1) was 38% based on the compound (E-1).
- Example 2 Production of polymerizable liquid crystal compound (A-2)] It is represented by the formula (A-2) in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula (D-2) shown below is used instead of the compound represented by the formula (D-1).
- a polymerizable liquid crystal compound (hereinafter referred to as “polymerizable liquid crystal compound (A-2)”) was produced.
- Example 3 Production of polymerizable liquid crystal compound (A-3)
- the polymerizable property represented by the formula (A-3) is the same as in Example 1 except that the compound represented by the formula (D-4) is used instead of the compound represented by the formula (D-1).
- a liquid crystal compound hereinafter referred to as "polymerizable liquid crystal compound (A-3)" was produced.
- the polymerizable liquid crystal compounds according to the present invention are the same as the polymerizable liquid crystal compounds of Comparative Examples 1 to 4 having a symmetrical structure centered on the alicyclic hydrocarbon group corresponding to M in the formula (I). It was confirmed that the solubility could be improved in comparison.
- composition for forming a photoalignment film [Preparation of composition for forming a photoalignment film] The following components were mixed, and the obtained mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour to obtain a photoalignment film forming composition (1).
- Polymer with photoreactive groups 1 part (Number average molecular weight about 29000)
- composition (1) for forming a liquid crystal cured film [Preparation of composition (1) for forming a liquid crystal cured film] The following components were mixed, and the obtained mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour to obtain a liquid crystal cured film forming composition (1).
- the following polymerizable liquid crystal compound (B-1) was synthesized by the method described in JP-A-2010-31223.
- Polymerizable liquid crystal compound (B-1) 26 parts
- Polymerizable liquid crystal compound (A-1) of Example 1 10-part polymerization initiator: 2-Dimethylamino-2-benzyl-1- (4-morpholinophenyl) butane-1-one (Irgacure (registered trademark) 369; manufactured by Ciba Specialty Chemicals) Part 2
- Leveling agent Polyacrylate compound (BYK-361N; BYK) -Chemie)
- Polymerization inhibitor Dibutylhydroxytoluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
- Solvent N-methyl-2-pyrrolidinone 160 parts, cyclopentanone 240 parts
- Cycloolefin polymer film (COP) (ZF-14, manufactured by Nippon Zeon Corporation) is applied once with a corona processing device (AGF-B10, manufactured by Kasuga Electric Co., Ltd.) under the conditions of output of 0.3 kW and processing speed of 3 m / min. Processed.
- the composition for forming a photoalignment film (1) is applied to the corona-treated surface with a bar coater, dried at 80 ° C. for 1 minute, and a polarized UV irradiation device (SPOT CURE SP-7; manufactured by Ushio, Inc.). Therefore, polarized UV exposure was performed with an integrated light amount of 100 mJ / cm 2.
- the composition for forming a liquid crystal cured film (1) was applied onto the obtained photoalignment film with a bar coater, dried at 120 ° C. for 1 minute, and then a high-pressure mercury lamp (Unicure (registered trademark) VB-15201BY).
- An optical film was produced by irradiating ultraviolet rays (in a nitrogen atmosphere, wavelength: 365 nm, integrated light amount at wavelength 365 nm: 1000 mJ / cm 2) with ⁇ A, manufactured by Ushio Denki Co., Ltd.).
- the front phase difference value of the optical film was measured by a measuring machine (KOBRA-WR, manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd.). Since the cycloolefin polymer film used as the base material does not have birefringence, the value obtained by measuring the above optical film including the COP film with a measuring machine was substantially produced on the COP film. It is the front phase difference value of the liquid crystal cured film.
- the obtained optical measurement front retardation values were measured at wavelengths of 450 nm, 550 nm and 650 nm, respectively, and were measured as [Re (450) / Re (550)] (referred to as ⁇ ) and [Re (650) / Re (550).
- the optical film formed from the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is capable of uniform polarization conversion in a wide wavelength range.
- the present invention it is possible to obtain a composition having improved solubility of a polymerizable liquid crystal compound in a solvent. Further, from the composition, an optical film capable of uniform polarization conversion in a wide wavelength range can be produced.
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Abstract
式(I)で表される重合性液晶化合物。
Description
本発明は、重合性液晶化合物、前記重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物、前記重合性液晶組成物の硬化物から構成される位相差フィルム、および前記位相差フィルムを含む楕円偏光板および有機EL表示装置に関する。
フラットパネル表示装置(FPD)に用いられる位相差フィルムなどの光学フィルムとして、例えば、重合性液晶化合物を溶剤に溶解させて得られる塗工液を、支持基材に塗布後、重合して得られる光学フィルムがある。このような光学フィルムを形成するための重合性液晶化合物として、例えば、6員環が複数個連結された棒状構造のネマチック液晶化合物などが知られている(例えば、特許文献1)。
一方、位相差フィルムとしては、その特性の1つとして全波長領域において一様の偏光変換が可能であることが求められており、例えば、ある波長λにおける位相差値Re(λ)を550nmにおける位相差値Re(550)で除した値[Re(λ)/Re(550)]が1に近い波長域や、[Re(450)/Re(550)]<1の逆波長分散性を示す波長域では、理論上、一様の偏光変換が可能であることが知られている。このような位相差フィルムを構成し得る重合性液晶化合物は、例えば特許文献2に開示されている。
光学フィルムを製造する際に用いる塗工液において、重合性液晶化合物の分子構造によっては溶剤への溶解性に乏しい場合がある。そのような溶解性が低い重合性液晶化合物は、塗工液中に沈殿したり、結晶化して析出したりすることがあり、このような重合性液晶化合物の沈殿や析出は、製膜性の低下のみならず、得られる光学フィルムに配向欠陥を生じる原因となり得る。
そこで、本発明は、単独で溶剤に対する高い溶解性を示すことが可能な重合性液晶化合物を提供することを目的とする。
本発明は、以下の好適な態様を提供するものである。
[1]式(I):
[式(I)中、
Mは、2価の脂環式炭化水素基を表し、該2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、
B1およびB2は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-ORbO-、-C(=O)-NRc-、-N=N-、-CRc=CRd-または-C≡C-を表し、ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、Rbは炭素数1~4のアルキレン基であり、RcおよびRdは炭素数1~4のアルキル基または水素原子を表し、
A1およびA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を表し、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、
L1およびL2は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表し、
EaおよびEbは、それぞれ独立に、炭素数1~12のアルカンジイル基を表し、ここで、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~4のアルキル基またはハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれ、L1またはL2と隣接していない-CH2-は、-O-または-S-で置換されていてもよく(但し、EaおよびEb中に-O-および/または-S-が複数存在する場合、これらは互いに隣接しない)
Pはアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であり、
Eaにより表される基における炭素原子数の合計とEbにより表される基における炭素原子数の合計のうち少ない方をN1、多い方をN2とした場合、N1は2~6であり、N2は6~12であり、1<N2-N1<10の関係を満たす]
で表される重合性液晶化合物。
[2]Mが、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基である、前記[1]に記載の重合性液晶化合物。
[3]A1およびA2が、それぞれ独立に、2価の芳香族基を表し、該2価の芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい、前記[1]または[2]に記載の重合性液晶化合物。
[4]B1およびB2が、それぞれ独立に、-COO-または-OCO-である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の重合性液晶化合物。
[5]前記[1]~[4]のいずれかに記載の重合性液晶化合物と、式(II):
[式(II)中、Arは少なくとも1つの芳香環を有する2価の基であり、該2価の基を構成する芳香環は窒素原子、酸素原子および硫黄原子のうちの少なくとも1つを含んでいてもよく、Arを構成する芳香環に含まれるπ電子数の合計数Nπは12以上36未満であり、
G1およびG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NH-に置換されていてもよく、
B3およびB4は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表し、
A3およびA4は、それぞれ独立に、炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基または炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基および該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NR1-で置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH(-)-は-N(-)-で置き換わっていてもよく、R1は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
L3~L6は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表し、
EcおよびEdは、それぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH2-は、-O-または-CO-で置き換わっていてもよく、
P1およびP2は、それぞれ独立に、重合性基を表す]
で表される重合性液晶化合物とを含む、重合性液晶組成物。
[6]式(II)で表される重合性液晶化合物が、波長300nm以上400nm以下の範囲に極大吸収を示す、前記[5]に記載の重合性液晶組成物。
[7]式(II)で表される重合性液晶化合物を、式(I)で表される重合性液晶化合物100質量部に対して0.1質量部以上50質量部以下の量で含む、前記[5]または[6]に記載の重合性液晶組成物。
[8]前記[5]~[7]のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物であって、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルム。
[9]液晶硬化膜が、式(1)、(2)および(3):
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm≦Re(550)≦180nm (3)
[式中、Re(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける面内位相差値を示し、Re=(nx(λ)-ny(λ))×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す)]
で表される光学特性を有する、前記[8]に記載の位相差フィルム。
[10]液晶硬化膜が、式(4)、(5)および(6):
Rth(450)/Rth(550)≦1.00 (4)
1.00≦Rth(650)/Rth(550) (5)
-100nm≦Rth(550)≦-40nm (6)
[式中、Rth(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を示し、Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2-nz)×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nzは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す)]
で表される光学特性を有する、前記[8]に記載の位相差フィルム。
[11]前記[8]~[10]のいずれかに記載の位相差フィルムと偏光フィルムとを含む楕円偏光板。
[12]前記[11]に記載の楕円偏光板を備える有機EL表示装置。
[13]前記[11]に記載の楕円偏光板を有するフレキシブル画像表示装置。
[14]ウインドウとタッチパネルタッチセンサとを更に有する、前記[13]に記載のフレキシブル画像表示装置。
[1]式(I):
Mは、2価の脂環式炭化水素基を表し、該2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、
B1およびB2は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-ORbO-、-C(=O)-NRc-、-N=N-、-CRc=CRd-または-C≡C-を表し、ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、Rbは炭素数1~4のアルキレン基であり、RcおよびRdは炭素数1~4のアルキル基または水素原子を表し、
A1およびA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を表し、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、
L1およびL2は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表し、
EaおよびEbは、それぞれ独立に、炭素数1~12のアルカンジイル基を表し、ここで、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~4のアルキル基またはハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれ、L1またはL2と隣接していない-CH2-は、-O-または-S-で置換されていてもよく(但し、EaおよびEb中に-O-および/または-S-が複数存在する場合、これらは互いに隣接しない)
Pはアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であり、
Eaにより表される基における炭素原子数の合計とEbにより表される基における炭素原子数の合計のうち少ない方をN1、多い方をN2とした場合、N1は2~6であり、N2は6~12であり、1<N2-N1<10の関係を満たす]
で表される重合性液晶化合物。
[2]Mが、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基である、前記[1]に記載の重合性液晶化合物。
[3]A1およびA2が、それぞれ独立に、2価の芳香族基を表し、該2価の芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい、前記[1]または[2]に記載の重合性液晶化合物。
[4]B1およびB2が、それぞれ独立に、-COO-または-OCO-である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の重合性液晶化合物。
[5]前記[1]~[4]のいずれかに記載の重合性液晶化合物と、式(II):
G1およびG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NH-に置換されていてもよく、
B3およびB4は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表し、
A3およびA4は、それぞれ独立に、炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基または炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基および該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NR1-で置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH(-)-は-N(-)-で置き換わっていてもよく、R1は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
L3~L6は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表し、
EcおよびEdは、それぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH2-は、-O-または-CO-で置き換わっていてもよく、
P1およびP2は、それぞれ独立に、重合性基を表す]
で表される重合性液晶化合物とを含む、重合性液晶組成物。
[6]式(II)で表される重合性液晶化合物が、波長300nm以上400nm以下の範囲に極大吸収を示す、前記[5]に記載の重合性液晶組成物。
[7]式(II)で表される重合性液晶化合物を、式(I)で表される重合性液晶化合物100質量部に対して0.1質量部以上50質量部以下の量で含む、前記[5]または[6]に記載の重合性液晶組成物。
[8]前記[5]~[7]のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物であって、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルム。
[9]液晶硬化膜が、式(1)、(2)および(3):
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm≦Re(550)≦180nm (3)
[式中、Re(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける面内位相差値を示し、Re=(nx(λ)-ny(λ))×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す)]
で表される光学特性を有する、前記[8]に記載の位相差フィルム。
[10]液晶硬化膜が、式(4)、(5)および(6):
Rth(450)/Rth(550)≦1.00 (4)
1.00≦Rth(650)/Rth(550) (5)
-100nm≦Rth(550)≦-40nm (6)
[式中、Rth(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を示し、Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2-nz)×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nzは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す)]
で表される光学特性を有する、前記[8]に記載の位相差フィルム。
[11]前記[8]~[10]のいずれかに記載の位相差フィルムと偏光フィルムとを含む楕円偏光板。
[12]前記[11]に記載の楕円偏光板を備える有機EL表示装置。
[13]前記[11]に記載の楕円偏光板を有するフレキシブル画像表示装置。
[14]ウインドウとタッチパネルタッチセンサとを更に有する、前記[13]に記載のフレキシブル画像表示装置。
本発明によれば、単独で溶剤に対する高い溶解性を示すことが可能な重合性液晶化合物を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で種々の変更をすることができる。
式(I)中のMは、2価の脂環式炭化水素基を表す。該2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、また、該2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。
式(I)中のMにおける2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、炭素数3~18の2価の脂環式炭化水素基が挙げられる。2価の脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは4~15、より好ましくは5~10、さらに好ましくは5~8、特に好ましくは5または6である。
前記2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子、塩素原子または臭素原子が好ましい。
炭素数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられ、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、炭素数1または2のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
炭素数1~4のフルオロアルキル基としては、前記炭素数1~4のアルキル基に含まれる水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
炭素数1~4のフルオロアルキル基としては、前記炭素数1~4のアルキル基に含まれる水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
炭素数1~4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等が挙げられ、炭素数1~3のアルコキシ基が好ましく、炭素数1または2のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
2価の脂環式炭化水素基に含まれる炭素原子は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子または窒素原子で置換されていてもよい。1つの炭素原子が酸素原子、硫黄原子または窒素原子で置換されていてもよいし、2つ以上の炭素原子が、それぞれ、酸素原子、硫黄原子または窒素原子で置換されていてもよい。例えば、2価の脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-(メチレン基)が、それぞれ独立に、-O-、-S-、-NH-または-NR1-で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH(-)-が、それぞれ独立に、-N(-)-で置換されていてもよい。ここで、R1は炭素数1~4のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子で置換されていてもよい。
2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、下記式(m-1)~(m-4)で表される基が挙げられる。脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-が、-O-、-S-、-NH-または-NR1-で置換された2価の脂環式炭化水素基としては、下記式(m-5)~式(m-8)で表される基が挙げられる。脂環式炭化水素基に含まれる-CH(-)-が、-N(-)-で置換された2価の脂環式炭化水素基としては、下記式(m-9)および式(m-10)で表される基が挙げられる。これらは、5員環または6員環の脂環式炭化水素基であることが好ましい。
2価の脂環式炭化水素基は、波長分散性の観点から、式(M-1)で表されるシクロアルカンジイル基であることが好ましく、より好ましくはシクロヘキサン-1,4-ジイル基、さらに好ましくはトランス-シクロヘキサン-1,4-ジイル基である。
式(I)中のB1およびB2は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-ORbO-、-C(=O)-NRc-、-N=N-、-CRc=CRd-または-C≡C-である。Ra1~Ra8は、それぞれ独立に単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、Rbは炭素数1~4のアルキレン基であり、RcおよびRdは炭素数1~4のアルキル基または水素原子である。
B1およびB2は、それぞれ独立に、好ましくは-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-または-OCORa6-1-である。ここで、Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1は、それぞれ独立に、単結合、-CH2-および-CH2CH2-のいずれかを表す。B1およびB2は、それぞれ独立に、より好ましくは-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-または-OCO-であり、さらに好ましくは-O-、-COO-または-OCO-であり、特に好ましくは-COO-または-OCO-である。式(I)中、B1およびB2は互いに同一であっても異なっていてもよい。なお、B1とB2が互いに同一であるとは、Mを中心としてみた場合のB1とB2の構造が互いに同一であることを意味する。以下、A1とA2、L1とL2、EaとEbにおける関係についても同様である。
式(I)中のA1およびA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を表す。該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよい。また、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。
式(I)中のA1およびA2における2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、上記Mにおける2価の脂環式炭化水素基として例示した基が挙げられる。2価の芳香族基としては、例えば、下記式(a-1)~式(a-8)で表される炭素数6~20程度の2価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
上記式(a-1)~(a-8)で表される基の水素原子の一部は、メチル基、エチル基、i-プロピル基またはt-ブチル基などの炭素数1~4程度のアルキル基;メトキシ基またはエトキシ基などの炭素数1~4程度のアルコキシ基;トリフルオロメチル基;トリフルオロメチルオキシ基;シアノ基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子または臭素原子などのハロゲン原子に置換されていてもよい。
式(I)中のA1およびA2は、それぞれ独立に、好ましくは2価の芳香族基であり、該2価の芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、また、該2価の芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。A1およびA2は、それぞれ独立に、より好ましくはハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基であり、さらに好ましくはメチル基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基であり、特に好ましくは無置換の1,4-フェニレンジイル基である。式(I)中、A1およびA2は互いに同一であっても異なっていてもよい。A1およびA2のうちの少なくとも1つは2価の芳香族基であることが好ましく、良好な液晶性を示す観点から、A1およびA2のいずれもが1,4-フェニレンジイル基であることがより好ましい。
式(I)中のL1およびL2は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表す。
式(I)中のEaおよびEbは、それぞれ独立に、炭素数1~12のアルカンジイル基を表す。該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~4のアルキル基またはハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基に含まれ、L1またはL2と隣接していない-CH2-は、-O-または-S-で置換されていてもよい。但し、EaおよびEb中に-O-および/または-S-が複数存在する場合、これらは互いに隣接しない。
EaおよびEbで表されるアルカンジイル基における炭素数は、それぞれ独立に、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、また、好ましくは11以下、より好ましくは8以下である。
式(I)中、Eaにより表される基における炭素原子数の合計とEbにより表される基における炭素原子数の合計のうち少ない方をN1、多い方をN2とした場合、N1は2~6であり、N2は6~12である。また、N1とN2とは、1<N2-N1<10の関係を満たす。式(I)中のEaにより表される基とEbにより表される基とが、それぞれ前記特定の炭素原子数を有し、両者の炭素原子数が1を超え10未満の関係性にあると、種々の溶剤(例えば、シクロペンタノン、o-キシレン、2-メチルピロリドン、クロロホルム)に対する溶解性が向上しやすくなる。その理由は明らかではないが、化合物が非対称な構造であるので析出しづらく、結果として溶解性が向上すると考えられる。N2-N1の値は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、また、好ましくは9以下、より好ましくは8以下、さらに好ましくは7以下である。
なお、本明細書において、前記Eaにより表される基における炭素原子数の合計およびEbにより表される基における炭素原子数の合計は、それぞれ、式(I)で表される化合物の主鎖を構成する炭素原子数の合計数を意味し、主鎖を構成する炭素に置換基として含まれる炭素原子の数は含まない。
なお、本明細書において、前記Eaにより表される基における炭素原子数の合計およびEbにより表される基における炭素原子数の合計は、それぞれ、式(I)で表される化合物の主鎖を構成する炭素原子数の合計数を意味し、主鎖を構成する炭素に置換基として含まれる炭素原子の数は含まない。
式(I)中、Pはアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である。
式(I)中、EaとEbとは互いに異なる構造を有するため、重合性液晶化合物(I)はMで表される2価の脂環式炭化水素基を中心として、P-Ea-L1-A1-B1-で表される構造と-B2-A2-L2-Eb-Pで表される構造とが非対称の分子構造を有する。重合性液晶化合物(I)は、Mで表される2価の脂環式炭化水素基を中心として対称関係にある環構造が互いに同一である、すなわち、A1とA2とが同一であることが好ましく、式(I)中のP-Ea-L1-A1-B1-で表される構造と-B2-A2-L2-Eb-Pで表される構造とが非対称分子構造をEaとEbの構造においてのみ非対称となる、すなわち、B1とB2、A1とA2およびL1とL2とがそれぞれ互いに同一の構造であることがより好ましい。
本発明の重合性液晶化合物(I)の製造方法は特に限定されず、Methoden der Organischen Chemie、Organic Reactions、OrganicSyntheses、Comprehensive Organic Synthesis、新実験化学講座等に記載されている公知の有機合成反応(例えば、縮合反応、エステル化反応、ウイリアムソン反応、ウルマン反応、ウイッティヒ反応、シッフ塩基生成反応、ベンジル化反応、薗頭反応、鈴木-宮浦反応、根岸反応、熊田反応、檜山反応、ブッフバルト-ハートウィッグ反応、フリーデルクラフト反応、ヘック反応、アルドール反応等)を、その構造に応じて、適宜組み合わせることにより、製造することができる。
例えば、式(I)中のB1およびB2が*-COO-(*はMとの結合部位を意味する)である下記式(I’)で表される重合性液晶化合物は、下記式(I-1)で表されるカルボン酸化合物と、式(I-2)で表されるアルコール化合物とのエステル化反応により得ることができる。
〔式(I’)中、M、A1、A2、L1、L2、Ea、EbおよびPは、それぞれ、式(I)中のM、A1、A2、L1、L2、Ea、EbおよびPと同じ意味を表す。〕
〔式(I-1)中、M、B1、A1、L1、EaおよびPは、式(I)中のM、B1、A1、L1、EaおよびPと同じ意味を表す。〕
〔式(I-2)中、A2、L2、EbおよびPは、式(I)中のA2、L2、EbおよびPと同じ意味を表す。〕
式(I-1)中のM、B1、A1、L1、EaおよびP、並びに、式(I-2)中のA2、L2、EbおよびPは、所望する重合性液晶化合物(I)の対応する分子構造に応じて決定される。
式(I-1)で表される化合物および式(I-2)で表される化合物は、それぞれ、M、B1、A1、L1、EaおよびP、または、A2、L2、EbおよびPの各構造単位を、その構造に応じて公知の有機合成反応を適宜組み合わせて合成、結合することにより製造し得る。具体的には、例えば、特開2010-24438号公報等に記載の方法に従い、所望する重合性液晶化合物(I)の構造に対応する構造を有する化合物から調製することができる。
例えば、式(I-1)中のB1が-COO-である場合、該式(I-1)で表される化合物は、下記式(I-1a):
〔式(I-1a)中、Mは式(I)中のMと同じ意味を表す。〕
で表されるジカルボン酸化合物(I-1a)と、下記式(I-1b):
〔式(I-1b)中、A1、L1、EaおよびPは、式(I)中のA1、L1、EaおよびPと同じ意味を表す。〕
で表されるアルコール化合物(I-1b)とのエステル化反応により得ることができる。
で表されるジカルボン酸化合物(I-1a)と、下記式(I-1b):
で表されるアルコール化合物(I-1b)とのエステル化反応により得ることができる。
式(I-2)で表される化合物としては、所望の重合性液晶化合物(I)における式(I)中の脂環式炭化水素基Mに対応する2価の脂環式炭化水素基に対して2つのカルボキシル基が結合した化合物が挙げられる。
カルボン酸化合物(I-1)とアルコール化合物(I-2)とのエステル化反応は、好ましくは縮合剤の存在下において行われる。縮合剤の存在下でエステル化反応を行うことにより、エステル化反応を効率良く迅速に行うことができる。
縮合剤としては、例えば、1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)カルボジイミドメト-パラ-トルエンスルホネート、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(水溶性カルボジイミド:WSCとして市販)、ビス(2、6-ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドおよび、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド等のカルボジイミド化合物、2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物、2,2’-カルボニルビス-1H-イミダゾール、1,1’-オキサリルジイミダゾール、ジフェニルホスフォリルアジド、1(4-ニトロベンゼンスルフォニル)-1H-1、2、4-トリアゾール、1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムテトラフルオロボレート、N-(1,2,2,2-テトラクロロエトキシカルボニルオキシ)スクシンイミド、N-カルボベンゾキシスクシンイミド、O-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート、O-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート、2-ブロモ-1-エチルピリジニウムテトラフルオロボレート、2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリニウムクロリド、2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリニウムヘキサフルオロホスフェート、2-クロロ-1-メチルピリジニウムアイオダイド、2-クロロ-1-メチルピリジニウム パラ-トルエンスルホネート、2-フルオロ-1-メチルピリジニウム パラ-トルエンスルホネートおよびトリクロロ酢酸ペンタクロロフェニルエステル等が挙げられる。
式(II)中のArは少なくとも1つの芳香環を有する2価の基であり、該2価の基を構成する芳香環は窒素原子、酸素原子および硫黄原子のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。前記芳香環を有する2価の基としては、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基または2価の芳香族複素環基が挙げられる。本発明において、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基は、芳香族炭化水素環を少なくとも1つ含む2価の基を意味し、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基は、芳香族複素環を少なくとも1つ含む2価の基を意味する。ここでいう芳香族炭化水素環および芳香族複素環とは、該環構造が有するπ電子数がヒュッケル則に従い[4n+2]個(nは整数を表す)であるもの(芳香族複素環の場合、-N=や-S-等のヘテロ原子上の非共有結合電子対を含めてヒュッケル則を満たす)をいう。Arは芳香族炭化水素環または芳香族複素環を1つ含むものであってもよく、2つ以上含むものであってもよい。芳香族炭化水素環または芳香族複素環を1つ含む場合、Arは置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基であってもよく、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基であってもよい。芳香族炭化水素環または芳香族複素環を2つ以上含む場合、芳香族炭化水素環のみ、または芳香族複素環のみを複数個含んでいてもよく、芳香族炭化水素環と芳香族複素環とをそれぞれ1つ以上含んでいてもよい。2つ以上の芳香族炭化水素環および/または芳香族複素環は、互いに単結合、-CO-O-、-O-などの2価の結合基で結合していてもよい。
Arに含まれる芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。芳香族複素環としては、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、トリアジン環、ピロリン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、およびフェナンスロリン環等が挙げられる。なかでも、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、またはベンゾフラン環を有することが好ましく、ベンゾチアゾール基を有することがさらに好ましい。また、Arに窒素原子が含まれる場合、当該窒素原子はπ電子を有することが好ましい。
式(II)中、Arに含まれるπ電子の合計数Nπは12以上が好ましく、より好ましくは14以上であり、さらに好ましくは16以上である。また、好ましくは40未満であり、より好ましくは36以下であり、さらに好ましくは34以下、特に好ましくは32以下である。
Arで表される芳香族基としては、例えば以下の基が挙げられる。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中、*印は連結部を表し、Z0、Z1およびZ2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルキルスルフィニル基、炭素数1~12のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~12のフルオロアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数1~12のアルキルチオ基、炭素数1~12のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~12のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表す。また、Z0、Z1およびZ2は、重合性基を含んでいてもよい。
Q1およびQ2は、それぞれ独立に、-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-または-O-を表し、R2’およびR3’は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。
J1およびJ2は、それぞれ独立に、炭素原子、または窒素原子を表す。
Y1、Y2およびY3は、それぞれ独立に、置換されていてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
W1およびW2は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、メチル基またはハロゲン原子を表し、mは0~6の整数を表す。
Y1、Y2およびY3における芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基等の炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも1つ含む炭素数4~20の芳香族複素環基が挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が好ましい。
Y1、Y2およびY3は、それぞれ独立に、置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基または多環系芳香族複素環基であってもよい。多環系芳香族炭化水素基は、縮合多環系芳香族炭化水素基、または芳香環集合に由来する基をいう。多環系芳香族複素環基は、縮合多環系芳香族複素環基、または芳香環集合に由来する基をいう。
Z0、Z1およびZ2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルコキシ基であることが好ましく、Z0は、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基がさらに好ましく、Z1およびZ2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基がさらに好ましい。また、Z0、Z1およびZ2は重合性基を含んでいてもよい。
Q1およびQ2は、-NH-、-S-、-NR2’-、-O-が好ましく、R2’は水素原子が好ましい。中でも-S-、-O-、-NH-が特に好ましい。
式(Ar-1)~(Ar-23)の中でも、式(Ar-6)および式(Ar-7)が分子の安定性の観点から好ましい。
式(Ar-16)~(Ar-23)において、Y1は、これが結合する窒素原子およびZ0と共に、芳香族複素環基を形成していてもよい。芳香族複素環基としては、Arが有していてもよい芳香族複素環として前記したものが挙げられるが、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、インドール環、キノリン環、イソキノリン環、プリン環、ピロリジン環等が挙げられる。この芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい。また、Y1は、これが結合する窒素原子およびZ0と共に、前述した置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基または多環系芳香族複素環基であってもよい。例えば、ベンゾフラン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環等が挙げられる。
式(II)中のG1およびG2としては、重合性液晶化合物(I)における式(I)中のA1およびA2における2価の脂環式炭化水素基として例示した基と同様の基が挙げられる。G1およびG2としては、好ましくは5員環または6員環の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは6員環からなる脂環式炭化水素基であり、さらに好ましくはシクロヘキサン-1,4-ジイル基、特に好ましくはトランス-シクロヘキサン-1,4-ジイル基である。式(II)中、G1およびG2は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
式(II)中のB3およびB4は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。B3およびB4における2価の連結基としては、重合性液晶化合物(I)における式(I)中のB1およびB2として例示した基と同様の基が挙げられる。式(II)中のB3およびB4は、それぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-または-C≡C-である。ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合、または炭素数1~4のアルキレン基を表し、RcおよびRdは炭素数1~4のアルキル基または水素原子を表す。B3およびB4は、それぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、または-OCORa6-1-であり(Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1はそれぞれ独立に単結合、-CH2-、-CH2CH2-のいずれかを表す)、さらに好ましくは単結合、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、または-OCO-であり、特に好ましくは-COO-または-OCO-である。式(II)中、B3およびB4は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
式(II)中のA3およびA4は、それぞれ独立に、炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基または炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基を表す。該脂環式炭化水素基および該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよい。また、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NR1-で置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH(-)-は-N(-)-で置き換わっていてもよい。前記R1は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。
式(II)中のA3およびA4における脂環式炭化水素基および芳香族炭化水素基としては、重合性液晶化合物(I)における式(I)中のA1およびA2として例示した基と同様の基が挙げられる。式(II)中、A3およびA4は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基、ハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-シクロヘキサンジイル基であり、より好ましくはメチル基で置換された1,4-フェニレンジイル基、無置換の1,4-フェニレンジイル基、または無置換の1,4-シクロヘキサンジイル基であり、特に好ましくは無置換の1,4-フェニレンジイル基または無置換の1,4-シクロへキサンジイル基である。式(II)中、A1およびA2は互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(II)中のL3~L6は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表す。式(II)中、L3~L6は互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(II)中のEcおよびEdは、それぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表す。該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH2-は、-O-または-CO-で置き換わっていてもよい。式(II)中、EcおよびEdは、それぞれ独立に、好ましくは置換されていてもよい炭素数4~17のアルカンジイル基であり、より好ましくは置換されていてもよい炭素数4~12のアルカンジイル基である。式(II)中、EcおよびEdは互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(II)中のP1およびP2は、それぞれ独立に、重合性基を表す。P1またはP2で表される重合性基としては、エポキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基およびオキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基およびビニルオキシ基が好ましく、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基がより好ましく、アクリロイルオキシ基がさらに好ましい。式(II)中、P1およびP2は同一であっても異なっていてもよい。
重合性液晶化合物(II)としては、例えば、特開2011-207765号公報、特開2008-107767号公報、WO2014/010325号公報、特開2019-003177号公報等に記載されるような化合物が挙げられる。
重合性液晶化合物(II)は、波長300nm以上400nm以下の範囲に極大吸収を示す重合性液晶化合物であることが好ましい。重合性液晶組成物に光重合開始剤が含まれる場合、長期保管時に重合性液晶化合物の重合反応およびゲル化が進行するおそれがある。しかし、重合性液晶化合物(II)の極大吸収波長が300nm以上400nm以下の範囲内にあれば保管中に紫外光が曝露されても、光重合開始剤からの反応活性種の発生および該反応活性種による重合性液晶化合物の重合反応およびゲル化の進行を有効に抑制できる。従って、重合性液晶組成物の長期安定性の点で有利となり、得られる液晶硬化膜の配向性および膜厚の均一性を向上できる。なお、重合性液晶化合物(II)の極大吸収波長は、溶剤中で紫外可視分光光度計を用いて測定できる。該溶剤は重合性液晶化合物(II)を溶解し得る溶剤であり、例えばクロロホルム等が挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(I)と重合性液晶化合物(II)とを含む。重合性液晶化合物(I)および重合性液晶化合物(II)として、それぞれ1種のみを含んでいてもよく、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物の溶剤に対する溶解性が高いため、未溶解の重合性液晶化合物や保管中の重合性液晶化合物の沈殿、析出等に起因する配向欠陥の発生を抑制する効果に優れる。このため、本発明の重合性液晶組成物を用いることにより、重合性液晶化合物が本来発現し得る光学特性を低下させることなく製膜化することが可能となり、優れた光学特性を有した液晶硬化膜を得ることができる。また、重合性液晶化合物(I)を単独で溶剤に溶解させる場合と比較して、同じ量またはより少ない量の溶剤に対してより多くの重合性液晶化合物を容易に溶解させることが可能となる。さらに、重合性液晶化合物(I)または(II)単独ではほとんどまたは全く溶解し得ない溶剤に対しても溶解させることが可能となる場合がある。これにより、塗工液中に未溶解の重合性液晶化合物が残存し難く、製膜時の高い塗布性を確保することができ、製膜性に優れた重合性液晶組成物となる。さらに、塗工液を調製するために必要とされる溶剤量を削減することができる、選択し得る溶剤の種類が多くなることにより用いる基材や配向膜、製造条件等の選択肢が増えるといった点においても有利である。
重合性液晶化合物(I)との相溶性を高めやすく、かつ、重合性液晶化合物(II)の溶剤に対する溶解性が向上しやすい観点から、重合性液晶化合物(I)と重合性液晶化合物(II)とが互いに類似する構造を有していることが好ましく、式(II)中のB3およびB4がそれぞれ式(I)中のB1およびB2と同一であり、式(II)中のG1およびG2がそれぞれ式(I)中のA1およびA2と同一であり、式(II)中のL3およびL4がそれぞれ式(I)中のL1およびL2と同一であり、式(II)中のP1およびP2がそれぞれ式(I)中のPと同一であることが好ましい。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(II)100質量部に対して重合性液晶化合物(I)を、好ましくは1質量部以上70質量部以下、より好ましくは1質量部以上50質量部以下、更に好ましくは2質量部以上30質量部以下の量で含む。重合性液晶化合物(II)に対する重合性液晶化合物(I)の含有量が上記下限値以上であると、波長分散の観点から好ましい。また、上記上限以下であると、溶解性を十分に向上させやすい。
本発明の重合性液晶組成物は、本発明の効果に影響を及ぼさない限りにおいて、重合性液晶化合物(I)および重合性液晶化合物(II)以外の重合性液晶化合物を含んでいてもよい。そのような重合性液晶化合物としては、例えば、式(I)中のEaとEbとが同じである、一般に正波長分散性を示す重合性液晶化合物が挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物が重合性液晶化合物(I)および(II)以外の重合性液晶化合物を含む場合、優れた光学特性を有する液晶硬化膜を得る観点から、重合性液晶組成物に含まれる全重合性液晶化合物の総質量に対する重合性液晶化合物(I)および(II)の総質量は、好ましくは51質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物の含有量(全ての重合性液晶化合物の総量)は、重合性液晶組成物の固形分100質量部に対して、例えば70~99.5質量部であり、好ましくは80~99質量部であり、より好ましくは85~98質量部であり、さらに好ましくは90~95質量部である。重合性液晶化合物の含有量が上記範囲内であると、得られる液晶硬化膜の配向性の観点から有利である。なお、本明細書において、重合性液晶組成物の固形分とは、重合性液晶組成物から有機溶剤等の揮発性成分を除いた全ての成分を意味する。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(I)および(II)に加えて、光重合開始剤、有機溶剤、重合禁止剤、光増感剤、レベリング剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、それぞれ、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の重合性液晶組成物は重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤は、熱または光の寄与によって反応活性種を生成し、重合性液晶等の重合反応を開始し得る化合物である。反応活性種としては、ラジカル、カチオンまたはアニオン等の活性種が挙げられる。中でも反応制御が容易であるという観点から、光照射によってラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンジルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩等が挙げられる。具体的には、イルガキュア(Irgacure、登録商標)907、イルガキュア184、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア250、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア127、イルガキュア2959、イルガキュア754、イルガキュア379EG(以上、BASFジャパン株式会社製)、セイクオールBZ、セイクオールZ、セイクオールBEE(以上、精工化学株式会社製)、カヤキュアー(kayacure)BP100(日本化薬株式会社製)、カヤキュアーUVI-6992(ダウ社製)、アデカオプトマーSP-152、アデカオプトマーSP-170、アデカオプトマーN-1717、アデカオプトマーN-1919、アデカアークルズNCI-831、アデカアークルズNCI-930(以上、株式会社ADEKA製)、TAZ-A、TAZ-PP(以上、日本シイベルヘグナー社製)およびTAZ-104(三和ケミカル社製)が挙げられる。
本発明において、重合性液晶組成物は少なくとも1種の光重合開始剤を含むことが好ましく、2種以上の光重合開始剤を含んでいてもよい。
本発明において、重合性液晶組成物は少なくとも1種の光重合開始剤を含むことが好ましく、2種以上の光重合開始剤を含んでいてもよい。
光重合開始剤は、光源から発せられるエネルギーを十分に活用でき、生産性に優れるため、極大吸収波長が300nm~400nmであると好ましく、300nm~380nmであるとより好ましく、中でも、α-アセトフェノン系重合開始剤、オキシム系光重合開始剤が好ましい。
α-アセトフェノン系重合開始剤としては、2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルスルファニルフェニル)プロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-ベンジルブタン-1-オンおよび2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-(4-メチルフェニルメチル)ブタン-1-オン等が挙げられ、より好ましくは2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルスルファニルフェニル)プロパン-1-オンおよび2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-ベンジルブタン-1-オンが挙げられる。α-アセトフェノン化合物の市販品としては、イルガキュア369、379EG、907(以上、BASFジャパン(株)製)およびセイクオールBEE(精工化学社製)等が挙げられる。
オキシム系光重合開始剤は、光が照射されることによってメチルラジカルを生成させる。このメチルラジカルにより、形成される液晶硬化膜深部における重合性液晶化合物の重合が好適に進行する。また、形成される液晶硬化膜深部での重合反応をより効率的に進行させるという観点から、波長350nm以上の紫外線を効率的に利用可能な光重合開始剤を使用することが好ましい。波長350nm以上の紫外線を効率的に利用可能な光重合開始剤としては、トリアジン化合物やオキシムエステル型カルバゾール化合物が好ましく、感度の観点からはオキシムエステル型カルバゾール化合物がより好ましい。オキシムエステル型カルバゾール化合物としては、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。オキシムエステル型カルバゾール化合物の市販品としては、イルガキュアOXE-01、イルガキュアOXE-02、イルガキュアOXE-03(以上、BASFジャパン株式会社製)、アデカオプトマーN-1919、アデカアークルズNCI-831(以上、株式会社ADEKA製)等が挙げられる。
光重合開始剤の添加量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常、0.1質量部以上30質量部以下であり、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。上記範囲内であれば、重合性基の反応が十分に進行し、かつ、重合性液晶化合物の配向を乱し難い。
本発明において重合性液晶組成物は、通常、溶剤に溶解した状態で基材等に塗布されるため溶剤を含むことが好ましい。溶剤としては、重合性液晶化合物(I)および(II)等の重合性液晶組成物を構成する重合性液晶化合物を溶解し得る溶剤が好ましく、また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、2-ブトキシエタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートおよび乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサンおよびヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶剤;トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;テトラヒドロフランおよびジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルムおよびクロロベンゼン等の塩素含有溶剤;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルミアミド、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤は、単独または2種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、有機溶剤が好ましく、アルコール溶剤、エステル溶剤、ケトン溶剤、塩素含有溶剤、アミド系溶剤および芳香族炭化水素溶剤がより好ましい。
重合性液晶組成物中の溶剤の含有量は、重合性液晶組成物100質量部に対して、好ましくは50~98質量部、より好ましくは70~95質量部である。従って、重合性液晶組成物100質量部に占める固形分は、2~50質量部が好ましく、5~30質量部がより好ましい。固形分が50質量部以下であると、重合性液晶組成物の粘度が低くなりやすく、膜の厚みが略均一になり、ムラが生じ難くなる傾向がある。上記固形分は、製造しようとする液晶硬化膜の厚みを考慮して適宜定めることができる。
重合禁止剤を配合することにより、重合性液晶化合物の重合反応をコントロールすることができる。重合禁止剤としては、ハイドロキノンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するハイドロキノン類;ブチルカテコール等のアルキルエーテル等の置換基を有するカテコール類;ピロガロール類、2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシラジカル等のラジカル補捉剤;チオフェノール類;β-ナフチルアミン類およびβ-ナフトール類が挙げられる。配向を乱すことなく重合性液晶化合物を重合するためには、重合禁止剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部であり、好ましくは0.1~5質量部であり、さらに好ましくは0.1~3質量部である。
さらに、増感剤を用いることにより、光重合開始剤を高感度化することができる。光増感剤としては、例えば、キサントン、チオキサントン等のキサントン類;アントラセンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するアントラセン類;フェノチアジン;ルブレンが挙げられる。光増感剤としては、例えば、キサントン、チオキサントン等のキサントン類;アントラセンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するアントラセン類;フェノチアジン;ルブレンが挙げられる。光増感剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部であり、好ましくは0.05~5質量部であり、さらに好ましくは0.1~3質量部である。
さらに、本発明の重合性液晶組成物はレベリング剤を含んでいてもよい。レベリング剤は、重合性液晶組成物の流動性を調整し、これを塗布して得られる膜をより平坦にする機能を有する添加剤であり、例えば、シリコーン系、ポリアクリレート系およびパーフルオロアルキル系のレベリング剤が挙げられる。具体的には、DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上、全て東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001(以上、全て信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上、全てモメンティブ パフォーマンス マテリアルズ ジャパン合同会社製)、フロリナート(fluorinert)(登録商標)FC-72、同FC-40、同FC-43、同FC-3283(以上、全て住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)R-08、同R-30、同R-90、同F-410、同F-411、同F-443、同F-445、同F-470、同F-477、同F-479、同F-482、同F-483(以上、いずれもDIC(株)製)、エフトップ(商品名)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(以上、全て三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S-381、同S-382、同S-383、同S-393、同SC-101、同SC-105、KH-40、SA-100(以上、全てAGCセイミケミカル(株)製)、商品名E1830、同E5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)、BM-1000、BM-1100、BYK-352、BYK-353およびBYK-361N(いずれも商品名:BM Chemie社製)等が挙げられる。中でも、ポリアクリレート系レベリング剤およびパーフルオロアルキル系レベリング剤が好ましい。
重合性液晶組成物におけるレベリング剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましく、0.05~3質量部がさらに好ましい。レベリング剤の含有量が、上記範囲内であると、重合性液晶化合物を配向させることが容易になり、かつ得られる液晶硬化膜がより平滑となる傾向があるため好ましい。重合性液晶組成物は、レベリング剤を2種類以上含有していてもよい。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(I)および(II)に、必要に応じて、溶剤、光重合開始剤、重合禁止剤、光増感剤またはレベリング剤などの添加剤を加えて、所定温度で撹拌混合すること等により調製することができる。
<位相差フィルム>
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物の溶剤に対する溶解性が高いため、未溶解の重合性液晶化合物や保管中の重合性液晶化合物の沈殿、析出等に起因する配向欠陥の発生を抑制する効果に優れる。このため、本発明の重合性液晶組成物を用いることにより、重合性液晶化合物が本来発現し得る光学特性を低下させることなく製膜化することが可能となり、優れた光学特性を有する液晶硬化膜が得られやすい。したがって、本発明は、本発明の重合性液晶組成物の硬化物であって、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルムにも関する。前記液晶硬化膜から構成される位相差フィルムは、用いる重合性液晶化合物が本来発揮し得る光学特性を十分に発現することができ、高い光学性能を有する位相差フィルムとなり得る。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物の溶剤に対する溶解性が高いため、未溶解の重合性液晶化合物や保管中の重合性液晶化合物の沈殿、析出等に起因する配向欠陥の発生を抑制する効果に優れる。このため、本発明の重合性液晶組成物を用いることにより、重合性液晶化合物が本来発現し得る光学特性を低下させることなく製膜化することが可能となり、優れた光学特性を有する液晶硬化膜が得られやすい。したがって、本発明は、本発明の重合性液晶組成物の硬化物であって、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルムにも関する。前記液晶硬化膜から構成される位相差フィルムは、用いる重合性液晶化合物が本来発揮し得る光学特性を十分に発現することができ、高い光学性能を有する位相差フィルムとなり得る。
本発明の位相差フィルムを構成する液晶硬化膜は、配向状態の重合性液晶化合物(I)のホモポリマーと重合性液晶化合物(II)のホモポリマーとから構成されていてもよく、また、重合性液晶化合物(I)および(II)の混合物の配向状態における共重合体から構成されていてもよい。重合反応が容易であり、均一な液晶硬化膜を得やすいため、本発明の位相差フィルムを構成する液晶硬化膜は、重合性液晶化合物(I)と(II)との混合物の配向状態における共重合体から構成されていることが好ましい。
本発明の一態様において、本発明の位相差フィルムは、本発明の重合性液晶組成物の硬化物であり、下記式(1)、(2)および(3)で表される光学特性を有する液晶硬化膜を含む。該液晶硬化膜は、通常、重合性液晶化合物(I)および(II)が該液晶硬化膜平面に対して水平方向に配向した状態で硬化してなる硬化物(以下、「水平配向液晶硬化膜」ともいう)である。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm≦Re(550)≦180nm (3)
〔式中、Re(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける面内位相差値を表し、Re=(nx(λ)-ny(λ))×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す)。〕
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm≦Re(550)≦180nm (3)
〔式中、Re(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける面内位相差値を表し、Re=(nx(λ)-ny(λ))×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す)。〕
水平配向液晶硬化膜が式(1)および(2)を満たす場合、当該水平配向液晶硬化膜は、短波長での面内位相差値が長波長での面内位相差値よりも小さくなる、いわゆる逆波長分散性を示す。逆波長分散性が向上し、位相差フィルムの光学特性がより向上することから、Re(450)/Re(550)は、好ましくは0.70以上、より好ましくは0.78以上であり、また、好ましくは0.92以下、より好ましくは0.90以下、さらに好ましくは0.87以下、特に好ましくは0.86以下、より特に好ましくは0.85以下である。また、Re(650)/Re(550)は、好ましくは1.00以上、より好ましくは1.01以上であり、さらに好ましくは1.02以上である。
上記面内位相差値は、水平配向液晶硬化膜の厚みdによって調整することができる。面内位相差値は、上記式Re(λ)=(nx(λ)-ny(λ))×dによって決定されることから、所望の面内位相差値(Re(λ):波長λ(nm)における水平配向液晶硬化膜の面内位相差値)を得るには、3次元屈折率と膜厚dとを調整すればよい。
また、水平配向液晶硬化膜が式(3)を満たす場合、該水平配向液晶硬化膜を含む位相差フィルムはλ/4板として機能し、該液晶硬化膜を含む位相差フィルムを備える楕円偏光板を光学ディスプレイ等に適用した場合の正面反射色相の向上効果(着色を抑制させる効果)に優れる。面内位相差値のより好ましい範囲は120nm≦Re(550)≦170nmであり、さらに好ましい範囲は130nm≦Re(550)≦150nmである。
本発明の別の一態様において、本発明の位相差フィルムは、本発明の重合性液晶組成物の硬化物であり、下記式(4)、(5)および(6)で表される光学特性を有する液晶硬化膜を含む。該液晶硬化膜は、通常、重合性液晶化合物(I)および(II)が該液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化してなる硬化物(以下、「垂直配向液晶硬化膜」ともいう)である。
Rth(450)/Rth(550)≦1.00 (4)
1.00≦Rth(650)/Rth(550) (5)
-100nm≦Rth(550)≦-40nm (6)
〔式中、Rth(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を表し、Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2-nz)×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nzは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す)。〕
Rth(450)/Rth(550)≦1.00 (4)
1.00≦Rth(650)/Rth(550) (5)
-100nm≦Rth(550)≦-40nm (6)
〔式中、Rth(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を表し、Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2-nz)×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nzは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す)。〕
垂直配向液晶硬化膜が式(4)および(5)を満たす場合、当該垂直配向液晶硬化膜を含む位相差フィルムを備える楕円偏光板において、短波長側で楕円率の低下を抑制することができ、斜方反射色相を向上させることができる。垂直配向液晶硬化膜におけるRth(450)/Rth(550)の値は、好ましくは0.70以上、より好ましくは0.78以上であり、また、好ましくは0.92以下、より好ましくは0.90以下、さらに好ましくは0.87以下、特に好ましくは0.86以下、より特に好ましくは0.85以下である。また、Rth(650)/Rth(550)は、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.01以上であり、さらに好ましくは1.02以上である。
また、垂直配向液晶硬化膜が式(6)を満たす場合、該垂直配向液晶硬化膜を含む位相差フィルムを備える楕円偏光板を有機EL表示装置に適用した場合の斜方反射色相を向上させることができる。垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値Rth(550)は、より好ましくは-90nm以上、さらに好ましくは-80nm以上であり、また、より好ましくは-50nm以下である。
上記厚み方向の相差値は、液晶硬化膜の厚みdによって調整することができる。該位相差値は、上記式Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2-nz)×dによって決定されることから、所望の相差値(Rth(λ):波長λ(nm)における液晶硬化膜の厚み方向の位相差値)を得るには、3次元屈折率と膜厚dとを調整すればよい。
本発明の位相差フィルムは、例えば、
本発明の重合性液晶組成物の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥し、かつ、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物を配向させる工程、および、
配向状態を保持したまま光照射により重合性液晶化合物を重合させ、液晶硬化膜を形成する工程
を含む方法により製造することができる。
本発明の重合性液晶組成物の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥し、かつ、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物を配向させる工程、および、
配向状態を保持したまま光照射により重合性液晶化合物を重合させ、液晶硬化膜を形成する工程
を含む方法により製造することができる。
重合性液晶組成物の塗膜は、基材上または後述する配向膜上などに重合性液晶組成物を塗布することにより形成することができる。
基材としては、例えば、ガラス基材やフィルム基材等が挙げられるが、加工性の観点から樹脂フィルム基材が好ましい。フィルム基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびノルボルネン系ポリマーのようなポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、およびセルロースアセテートプロピオネートのようなセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシドのようなプラスチックが挙げられる。このような樹脂を、溶媒キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して基材とすることができる。基材表面には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等から形成される保護層を有していてもよく、シリコーン処理のような離型処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理が施されていてもよい。
基材としては、例えば、ガラス基材やフィルム基材等が挙げられるが、加工性の観点から樹脂フィルム基材が好ましい。フィルム基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびノルボルネン系ポリマーのようなポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、およびセルロースアセテートプロピオネートのようなセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシドのようなプラスチックが挙げられる。このような樹脂を、溶媒キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して基材とすることができる。基材表面には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等から形成される保護層を有していてもよく、シリコーン処理のような離型処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理が施されていてもよい。
基材として市販の製品を用いてもよい。市販のセルロースエステル基材としては、例えば、フジタックフィルムのような富士写真フィルム株式会社製のセルロースエステル基材;「KC8UX2M」、「KC8UY」、および「KC4UY」のようなコニカミノルタオプト株式会社製のセルロースエステル基材などが挙げられる。市販の環状オレフィン系樹脂としては、たとえば、「Topas(登録商標)」のようなTicona社(独)製の環状オレフィン系樹脂;「アートン(登録商標)」のようなJSR株式会社製の環状オレフィン系樹脂;「ゼオノア(ZEONOR)(登録商標)」、および「ゼオネックス(ZEONEX)(登録商標)」のような日本ゼオン株式会社製の環状オレフィン系樹脂;「アペル」(登録商標)のような三井化学株式会社製の環状オレフィン系樹脂が挙げられる。市販されている環状オレフィン系樹脂基材を用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂基材としては、「エスシーナ(登録商標)」および「SCA40(登録商標)」のような積水化学工業株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材;「ゼオノアフィルム(登録商標)」のようなオプテス株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材;「アートンフィルム(登録商標)」のようなJSR株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材が挙げられる。
位相差フィルムの薄型化、基材の剥離容易性、基材のハンドリング性等の観点から、基材の厚みは、通常、5~300μmであり、好ましくは10~150μmである。
重合性液晶組成物を基材等に塗布する方法としては、スピンコーティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法などの塗布法、フレキソ法などの印刷法等の公知の方法が挙げられる。
次いで、溶剤を乾燥等により除去することにより、乾燥塗膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。この際、重合性液晶組成物から得られた塗膜を加熱することにより、塗膜から溶剤を乾燥除去させるとともに、重合性液晶化合物を塗膜平面に対して所望の方向(例えば、水平または垂直方向)に配向させることができる。塗膜の加熱温度は、用いる重合性液晶化合物および塗膜を形成する基材等の材質などを考慮して適宜決定し得るが、重合性液晶化合物を液晶相状態へ相転移させるために、通常、液晶相転移温度以上の温度であることが必要である。重合性液晶組成物に含まれる溶剤を除去しながら、重合性液晶化合物を所望の配向状態とするため、例えば、前記重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物の液晶相転移温度(スメクチック相転移温度またはネマチック相転移温度)程度以上の温度まで加熱することができる。なお、液晶相転移温度は、例えば、温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡や、示差走査熱量計(DSC)、熱重量示差熱分析装置(TG-DTA)等を用いて測定することができる。少なくとも重合性液晶化合物(I)と重合性液晶化合物(II)とを含む本発明の重合性液晶組成物における上記相転移温度は、重合性液晶組成物を構成する全重合性液晶化合物を重合性液晶組成物における組成と同じ比率で混合した重合性液晶化合物の混合物を用いて測定される温度を意味する。
本発明の重合性液晶組成物は、少なくとも2種の重合性液晶化合物(I)および(II)を含んでおり、通常、それぞれ単独の重合性液晶化合物(I)または(II)が液晶相へ転移する温度よりも低い温度で液晶相転移することができる。このため、本発明の重合性液晶組成物を用いた位相差フィルムの製造においては、熱エネルギーの過剰な消費を抑えることができ、生産効率を向上させることができる。また、比較的低い温度での加熱により液晶相転移を行えることにより、重合性液晶組成物を塗布する支持基材の選択肢が広がるといった利点もある。
加熱時間は、加熱温度、用いる重合性液晶化合物の種類、溶剤の種類やその沸点およびその量等に応じて適宜決定し得るが、通常、15秒~10分であり、好ましくは0.5~5分である。
塗膜からの溶剤の除去は、重合性液晶化合物の液晶相転移温度以上への加熱と同時に行ってもよいし、別途で行ってもよいが、生産性向上の観点から同時に行うことが好ましい。重合性液晶化合物の液晶相転移温度以上への加熱を行う前に、重合性液晶組成物から得られた塗膜中に含まれる重合性液晶化合物が重合しない条件で塗膜中の溶剤を適度に除去させるための予備乾燥工程を設けてもよい。かかる予備乾燥工程における乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられ、該乾燥工程における乾燥温度(加熱温度)は、用いる重合性液晶化合物の種類、溶剤の種類やその沸点およびその量等に応じて適宜決定し得る。
次いで、得られた乾燥塗膜において、重合性液晶化合物の配向状態を保持したまま、光照射により重合性液晶化合物を重合させることにより、所望の配向状態で存在する重合性液晶化合物の重合体である液晶硬化膜が形成される。本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物に対する損傷を抑えながら、高強度の紫外線等の光照射により高度に重合させることが可能であるため、重合方法としては、通常、光重合法が用いられる。光重合において、乾燥塗膜に照射する光としては、当該乾燥塗膜に含まれる重合開始剤の種類、重合性液晶化合物の種類およびその量に応じて適宜選択される。その具体例としては、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線およびγ線からなる群より選択される1種以上の光や活性電子線が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点や、光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって、光重合可能なように、重合性液晶組成物に含有される重合性液晶化合物や重合開始剤の種類を選択しておくことが好ましい。また、重合時に、適切な冷却手段により乾燥塗膜を冷却しながら光照射することで、重合温度を制御することもできる。このような冷却手段の採用により、より低温で重合性液晶化合物の重合を実施すれば、基材として比較的耐熱性が低いものを用いたとしても、適切に液晶硬化膜を形成できる。また、光照射時の熱による不具合(基材の熱による変形等)が発生しない範囲で重合温度を高くすることにより重合反応を促進することも可能である。光重合の際、マスキングや現像を行うなどによって、パターニングされた硬化膜を得ることもできる。
前記活性エネルギー線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380~440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
紫外線照射強度は、通常、10~3,000mW/cm2である。紫外線照射強度は、好ましくは光重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒~10分であり、好ましくは0.1秒~5分、より好ましくは0.1秒~3分、さらに好ましくは0.1秒~1分である。このような紫外線照射強度で1回または複数回照射すると、その積算光量は、10~3,000mJ/cm2、好ましくは50~2,000mJ/cm2、より好ましくは100~1,000mJ/cm2である。
液晶硬化膜の厚みは、適用される光学ディスプレイ等に応じて適宜選択できる。好ましくは0.2~3μm、より好ましくは0.2~2μmである。
重合性液晶組成物の塗膜は配向膜上に形成されてもよい。配向膜は、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。例えば、重合性液晶化合物を水平方向に配向させる配向規制力を有する水平配向膜、垂直方向に配向させる配向規制力を有する垂直配向膜などがある。配向規制力は、配向膜の種類、表面状態やラビング条件等によって任意に調整することが可能であり、配向膜が光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。
配向膜としては、重合性液晶組成物の塗布等により溶解しない溶剤耐性を有し、また、溶剤の除去や後述する重合性液晶化合物の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向膜としては、配向性ポリマーを含む配向膜、光配向膜および表面に凹凸パターンや複数の溝を有するグルブ配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられ、配向角の精度および品質の観点から光配向膜が好ましい。
配向性ポリマーとしては、例えば、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミドおよびその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびポリアクリル酸エステル類が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。配向性ポリマーは単独または2種以上を組み合わせて使用できる。
配向性ポリマーを含む配向膜は、通常、配向性ポリマーが溶剤に溶解した組成物(以下、「配向性ポリマー組成物」ともいう)を基材に塗布し、溶剤を除去する、または、配向性ポリマー組成物を基材に塗布し、溶剤を除去し、ラビングする(ラビング法)ことで得られる。溶剤としては、重合性液晶組成物に用い得る溶剤として先に例示した溶剤と同様のものが挙げられる。
配向性ポリマー組成物中の配向性ポリマーの濃度は、配向性ポリマー材料が、溶剤に完溶できる範囲であればよいが、溶液に対して固形分換算で0.1~20%が好ましく、0.1~10%程度がさらに好ましい。
配向性ポリマー組成物として、市販の配向膜材料をそのまま使用してもよい。市販の配向膜材料としては、サンエバー(登録商標、日産化学工業(株)製)、オプトマー(登録商標、JSR(株)製)などが挙げられる。
配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法としては、重合性液晶組成物を基材へ塗布する方法として例示したものと同様のものが挙げられる。
配向性ポリマー組成物に含まれる溶剤を除去する方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
配向膜に配向規制力を付与するために、必要に応じてラビング処理を行うことができる(ラビング法)。ラビング法により配向規制力を付与する方法としては、ラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールに、配向性ポリマー組成物を基材に塗布しアニールすることで基材表面に形成された配向性ポリマーの膜を接触させる方法等が挙げられる。ラビング処理を行う時に、マスキングを行えば、配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を配向膜に形成することもできる。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーと溶剤とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ともいう)を基材に塗布し、溶剤を除去後に偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御することができる点でも有利である。
光反応性基とは、光照射することにより液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光照射により生じる分子の配向誘起または異性化反応、二量化反応、光架橋反応もしくは光分解反応等の液晶配向能の起源となる光反応に関与する基が挙げられる。中でも、二量化反応または光架橋反応に関与する基が、配向性に優れる点で好ましい。光反応性基として、不飽和結合、特に二重結合を有する基が好ましく、炭素-炭素二重結合(C=C結合)、炭素-窒素二重結合(C=N結合)、窒素-窒素二重結合(N=N結合)および炭素-酸素二重結合(C=O結合)からなる群より選ばれる少なくとも1つを有する基が特に好ましい。
C=C結合を有する光反応性基としては、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾール基、スチルバゾリウム基、カルコン基およびシンナモイル基等が挙げられる。C=N結合を有する光反応性基としては、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾンなどの構造を有する基が挙げられる。N=N結合を有する光反応性基としては、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基、および、アゾキシベンゼン構造を有する基等が挙げられる。C=O結合を有する光反応性基としては、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基およびマレイミド基等が挙げられる。これらの基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリルオキシ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、ハロゲン化アルキル基などの置換基を有していてもよい。
中でも、光二量化反応に関与する光反応性基が好ましく、光配向に必要な偏光照射量が比較的少なく、かつ、熱安定性や経時安定性に優れる光配向膜が得られやすいという点で、シンナモイル基およびカルコン基が好ましい。光反応性基を有するポリマーとしては、当該ポリマー側鎖の末端部が桂皮酸構造となるようなシンナモイル基を有するものが特に好ましい。
光配向膜形成用組成物を基材上に塗布することにより、基材上に光配向誘起層を形成することができる。該組成物に含まれる溶剤としては、重合性液晶組成物に用い得る溶剤として先に例示した溶剤と同様のものが挙げられ、光反応性基を有するポリマーあるいはモノマーの溶解性に応じて適宜選択することができる。
光配向膜形成用組成物中の光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの含有量は、ポリマーまたはモノマーの種類や目的とする光配向膜の厚みによって適宜調節できるが、光配向膜形成用組成物の質量に対して、少なくとも0.2質量%とすることが好ましく、0.3~10質量%の範囲がより好ましい。光配向膜の特性が著しく損なわれない範囲で、光配向膜形成用組成物は、ポリビニルアルコールやポリイミドなどの高分子材料や光増感剤を含んでいてもよい。
光配向膜形成用組成物を基材に塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法と同様の方法が挙げられる。塗布された光配向膜形成用組成物から、溶剤を除去する方法としては例えば、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
偏光を照射するには、基材上に塗布された光配向膜形成用組成物から、溶剤を除去したものに直接、偏光UVを照射する形式でも、基材側から偏光を照射し、偏光を透過させて照射する形式でもよい。また、当該偏光は、実質的に平行光であると特に好ましい。照射する偏光の波長は、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの光反応性基が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250~400nmの範囲のUV(紫外線)が特に好ましい。当該偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArFなどの紫外光レーザーなどが挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプがより好ましい。これらの中でも、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプが、波長313nmの紫外線の発光強度が大きいため好ましい。前記光源からの光を、適当な偏光子を通過して照射することにより、偏光UVを照射することができる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラーなどの偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。
なお、ラビングまたは偏光照射を行う時に、マスキングを行えば、液晶配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を形成することもできる。
グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターンまたは複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に重合性液晶化合物を塗布した場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
グルブ配向膜を得る方法としては、感光性ポリイミド膜表面にパターン形状のスリットを有する露光用マスクを介して露光後、現像およびリンス処理を行って凹凸パターンを形成する方法、表面に溝を有する板状の原盤に、硬化前のUV硬化樹脂の層を形成し、形成された樹脂層を基材へ移してから硬化する方法、および、基材に形成した硬化前のUV硬化樹脂の膜に、複数の溝を有するロール状の原盤を押し当てて凹凸を形成し、その後硬化する方法等が挙げられる。
配向膜(配向性ポリマーを含む配向膜または光配向膜)の厚みは、通常10~10000nmの範囲であり、好ましくは10~1000nmの範囲であり、より好ましくは10~500nm以下であり、さらに好ましくは10~300nm、特に好ましい50~250nmの範囲である。
<楕円偏光板>
本発明は、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを含む楕円偏光板を包含する。
偏光フィルムは、偏光機能を有するフィルムであり、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムや吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。
本発明は、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを含む楕円偏光板を包含する。
偏光フィルムは、偏光機能を有するフィルムであり、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムや吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。
吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムを偏光子として含むフィルムは通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、およびホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造された偏光子の少なくとも一方の面に接着剤を介して透明保護フィルムで挟み込むことで作製される。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85~100モル%程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールも使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000~10,000程度であり、好ましくは1,500~5,000の範囲である。
このようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光フィルムの原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系原反フィルムの膜厚は、例えば、10~150μm程度とすることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素による染色の前、染色と同時、または染色の後で行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行うことも可能である。一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3~8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの二色性色素による染色は、例えば、二色性色素を含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法によって行われる。
二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性の有機染料としては、C.I.DIRECT RED 39などのジスアゾ化合物からなる二色性直接染料および、トリスアゾ、テトラキスアゾなどの化合物からなる二色性直接染料等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は通常、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100質量部あたり、通常、0.01~1質量部程度である。またヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常、0.5~20質量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20~40℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20~1,800秒程度である。
一方、二色性色素として二色性の有機染料を用いる場合は通常、水溶性二色性染料を含む水溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100質量部あたり、通常、1×10-4~10質量部程度であり、好ましくは1×10-3~1質量部であり、さらに好ましくは1×10-3~1×10-2質量部である。この水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含んでいてもよい。染色に用いる二色性染料水溶液の温度は、通常、20~80℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常、10~1,800秒程度である。
二色性色素による染色後のホウ酸処理は通常、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液に浸漬する方法により行うことができる。このホウ酸水溶液におけるホウ酸の含有量は、水100質量部あたり、通常2~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。二色性色素としてヨウ素を用いた場合には、このホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましく、その場合のヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.1~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常60~1,200秒程度であり、好ましくは150~600秒、さらに好ましくは200~400秒である。ホウ酸処理の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50~85℃、さらに好ましくは60~80℃である。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬する方法により行うことができる。水洗処理における水の温度は、通常5~40℃程度である。また浸漬時間は、通常1~120秒程度である。
水洗後に乾燥処理が施されて、偏光子が得られる。乾燥処理は例えば、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行うことができる。乾燥処理の温度は、通常30~100℃程度であり、好ましくは50~80℃である。乾燥処理の時間は、通常60~600秒程度であり、好ましくは120~600秒である。乾燥処理により、偏光子の水分率は実用程度にまで低減される。その水分率は、通常5~20質量%程度であり、好ましくは8~15質量%である。水分率が上記範囲であると、適度な可撓性を有し、熱安定性に優れる偏光子が得られやすい。
上記のようなポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色、ホウ酸処理、水洗および乾燥をして得られる偏光子の厚みは好ましくは5~40μmである。
吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物または、二色性色素と重合性液晶化合物とを含む組成物を塗布して得られるフィルム等が挙げられる。当該フィルムは、好ましくは、その片面または両面に保護フィルムを有する。当該保護フィルムとしては、液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示した樹脂フィルムと同様のものが挙げられる。
吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムは薄い方が好ましいが、強度や加工性の観点から、当該フィルムの厚みは、通常20μm以下であり、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは0.5~3μmである。
前記吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、具体的には、特開2013-33249号公報等に記載のフィルムが挙げられる。
このようにして得られた偏光子の少なくとも一方の面に、接着剤を介して透明保護フィルムを積層することにより偏光フィルムが得られる。透明保護フィルムとしては、位相差フィルムを構成する液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示した樹脂フィルムと同様の透明フィルムを好ましく用いることができる。
本発明の楕円偏光板は、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを含んで構成されるものであり、例えば、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを接着剤層または粘着剤層等を介して積層させることにより本発明の楕円偏光板を得ることができる。
本発明の一態様においては、液晶硬化膜を含む本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとが積層される場合、位相差フィルムを構成する液晶硬化膜の遅相軸(光軸)と偏光フィルムの吸収軸との成す角が45±5°となるように積層することが好ましい。
本発明の楕円偏光板は、従来の一般的な楕円偏光板、または偏光フィルムおよび位相差フィルムが備えるような構成を有していてよい。そのような構成としては、例えば、楕円偏光板を光学ディスプレイを構成する表示素子等に貼合するための粘着剤層(シート)、偏光フィルムや位相差フィルムの表面を傷や汚れから保護する目的で用いられるプロテクトフィルム等が挙げられる。
本発明の楕円偏光板は、さまざまな表示装置に用いることができる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、フレキシブル画像表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)および圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置および投写型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に本発明の楕円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置および無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に好適に用いることができる。これらの表示装置(光学ディスプレイ)は、光学特性に優れる本発明の楕円偏光板を備えることにより、良好な画像表示特性を発現することができる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、フレキシブル画像表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)および圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置および投写型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に本発明の楕円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置および無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に好適に用いることができる。これらの表示装置(光学ディスプレイ)は、光学特性に優れる本発明の楕円偏光板を備えることにより、良好な画像表示特性を発現することができる。
本発明の楕円偏光板を有するフレキシブル画像表示装置は、ウインドウとタッチパネルタッチセンサとを更に有することが好ましい。
フレキシブル画像表示装置は、例えば、フレキシブル画像表示装置用積層体と、有機EL表示パネルとからなり、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル画像表示装置用積層体としては、上述の本発明の楕円偏光板に加え、ウインドウ、タッチパネルタッチセンサ等が含まれ得る。それらの積層順は任意であるが、視認側からウインドウ、楕円偏光板、タッチパネルタッチセンサの順、または、ウインドウ、タッチパネルタッチセンサ、楕円偏光板の順に積層されていることが好ましい。
フレキシブル画像表示装置は、例えば、フレキシブル画像表示装置用積層体と、有機EL表示パネルとからなり、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル画像表示装置用積層体としては、上述の本発明の楕円偏光板に加え、ウインドウ、タッチパネルタッチセンサ等が含まれ得る。それらの積層順は任意であるが、視認側からウインドウ、楕円偏光板、タッチパネルタッチセンサの順、または、ウインドウ、タッチパネルタッチセンサ、楕円偏光板の順に積層されていることが好ましい。
タッチパネルタッチセンサの視認側に楕円偏光板が存在すると、タッチパネルタッチセンサのパターンが視認されにくくなり表示画像の視認性がよくなるので好ましい。それぞれの部材は接着剤、粘着剤等を用いて積層することができる。また、フレキシブル画像表示装置用積層体は、前記ウインドウ、楕円偏光板、タッチパネルタッチセンサのいずれかの層の少なくとも一面に形成された遮光パターンを具備することができる。
ウインドウは、フレキシブル画像表示装置の視認側に配置され、その他の構成要素を外部からの衝撃または温湿度等の環境変化から保護する役割を担っている。従来、このような保護層としてはガラスが使用されてきたが、フレキシブル画像表示装置におけるウインドウはガラスのようにリジッドで堅いものではなく、フレキシブルな特性を有する。前記ウインドウは、フレキシブルな透明基材からなり、少なくとも一面にハードコート層を含んでいてもよい。
フレキシブル画像表示装置用積層体を構成するウインドウ、タッチパネルタッチセンサ等としては、特に限定されず、従来公知のものを採用し得る。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。尚、例中の「%」および「部」は、特記ない限り、それぞれ質量%および質量部を意味する。
〔実施例1:重合性液晶化合物(A-1)の製造〕
下記式(A-1)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-1)」という)を以下のスキームに従い合成した。
下記式(A-1)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-1)」という)を以下のスキームに従い合成した。
ジムロート冷却管および温度計を設置した100mL-四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、特許文献(特開2010-024438)を参考に合成した式(D-1)で表される化合物1.00部、式(E-1)で表される化合物1.05部、ジメチルアミノピリジン(富士フィルム和光純薬工業(株)製)0.02部、ジブチルヒドロキシトルエン(富士フィルム和光純薬工業(株)製)0.2部、およびクロロホルム(関東化学(株)製)30部を添加し、混合した後、IPC(和光純薬工業(株)製)1.92gを滴下漏斗を用いてさらに添加し、これらを0℃で一晩反応させた。反応終了後、濾過により不溶成分を除去した。得られたクロロホルム溶液を、該溶液に含まれるクロロホルムの重量に対して3倍の重量のメタノール(和光純薬工業(株)製)に滴下し、固体を析出させた。続いて、析出した固体を濾過により取り出し、20gのメタノールで3回洗浄した後、40℃で減圧乾燥することにより、重合性液晶化合物(A-1)を7.49g得た。重合性液晶化合物(A-1)の収率は、化合物(E-1)基準で38%であった。
〔実施例2:重合性液晶化合物(A-2)の製造〕
式(D-1)で表される化合物の代わりに以下に示す式(D-2)で表される化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、式(A-2)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-2)」という)を製造した。
式(D-1)で表される化合物の代わりに以下に示す式(D-2)で表される化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、式(A-2)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-2)」という)を製造した。
〔実施例3:重合性液晶化合物(A-3)の製造〕
式(D-1)で表される化合物の代わりに式(D-4)で表される化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、式(A-3)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-3)」という)を製造した。
式(D-1)で表される化合物の代わりに式(D-4)で表される化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、式(A-3)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-3)」という)を製造した。
〔比較例1〕
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-1)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-4)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-4)」という)を合成した。
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-1)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-4)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-4)」という)を合成した。
〔比較例2〕
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-2)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-5)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-5)」という)を合成した。
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-2)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-5)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-5)」という)を合成した。
〔比較例3〕
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-3)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-6)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-6)」という)を合成した。
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-3)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-6)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-6)」という)を合成した。
〔比較例4〕
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-4)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-7)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-7)」という)を合成した。
式(E-1)で表される化合物を用いずに、式(F-1)で表される化合物1.00部、式(D-4)で表される化合物1.90部を使用した以外は実施例1と同様にして、式(A-7)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(A-7)」という)を合成した。
〔溶解度の測定〕
25℃にてバイアル管に有機溶媒2種(o-キシレンおよびシクロペンタノン)各1gと撹拌子を入れ、マグネチックスターラー(HS-30DN、アズワン)で撹拌を行いながら、実施例1の重合性液晶化合物(A-1)を、目視で溶け残りが確認されるまで投入した。更に、溶け残りが確認された時点から2時間撹拌した後、得られた混合液について、溶け残りがあることを確認してから、上澄み濃度をHPLCにて分析することにより、溶解度を測定した(分析装置:HPLC(島津製作所)、使用カラム:L-Column ODS 3μm(3mm×150mm)、移動相A:0.1%(v/v)-トリフルオロ酢酸/水、移動相B:0.1%(v/v)-トリフルオロ酢酸/アセトニトリル、注入量:5μL、検出波長:220nm、オーブン温度:40℃、流量:0.5mL/分)。実施例2、3および比較例1~4の重合性液晶化合物についても同様にして、各有機溶媒に対する溶解度を測定した。得られた結果を表1に示す。
25℃にてバイアル管に有機溶媒2種(o-キシレンおよびシクロペンタノン)各1gと撹拌子を入れ、マグネチックスターラー(HS-30DN、アズワン)で撹拌を行いながら、実施例1の重合性液晶化合物(A-1)を、目視で溶け残りが確認されるまで投入した。更に、溶け残りが確認された時点から2時間撹拌した後、得られた混合液について、溶け残りがあることを確認してから、上澄み濃度をHPLCにて分析することにより、溶解度を測定した(分析装置:HPLC(島津製作所)、使用カラム:L-Column ODS 3μm(3mm×150mm)、移動相A:0.1%(v/v)-トリフルオロ酢酸/水、移動相B:0.1%(v/v)-トリフルオロ酢酸/アセトニトリル、注入量:5μL、検出波長:220nm、オーブン温度:40℃、流量:0.5mL/分)。実施例2、3および比較例1~4の重合性液晶化合物についても同様にして、各有機溶媒に対する溶解度を測定した。得られた結果を表1に示す。
本発明に従う重合性液晶化合物(実施例1~3)は、式(I)中のMに相当する脂環式炭化水素基を中心に対称構造を有する比較例1~4の重合性液晶化合物と比較して溶解性が向上し得ることが確認された。
〔光配向膜形成用組成物の調製〕
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物(1)を得た。
光反応性基を有するポリマー:1部
(数平均分子量 約29000)
溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテル:99部
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物(1)を得た。
光反応性基を有するポリマー:1部
溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテル:99部
〔液晶硬化膜形成用組成物(1)の調製〕
下記の成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物(1)を得た。
下記重合性液晶化合物(B-1)は、特開2010-31223号公報記載の方法で合成した。
下記の成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物(1)を得た。
下記重合性液晶化合物(B-1)は、特開2010-31223号公報記載の方法で合成した。
重合性液晶化合物(B-1):26部
実施例1の重合性液晶化合物(A-1):10部
重合開始剤:
2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(イルガキュア(登録商標)369;チバ スペシャルティケミカルズ社製) 2部
レベリング剤:ポリアクリレート化合物(BYK-361N;BYK-Chemie社製) 0.1部
重合禁止剤:ジブチルヒドロキシトルエン(和光純薬工業株式会社製) 0.1部
溶剤:N-メチル-2-ピロリジノン 160部、シクロペンタノン 240部
重合開始剤:
2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(イルガキュア(登録商標)369;チバ スペシャルティケミカルズ社製) 2部
レベリング剤:ポリアクリレート化合物(BYK-361N;BYK-Chemie社製) 0.1部
重合禁止剤:ジブチルヒドロキシトルエン(和光純薬工業株式会社製) 0.1部
溶剤:N-メチル-2-ピロリジノン 160部、シクロペンタノン 240部
〔光学フィルムの製造〕
シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)(ZF-14、日本ゼオン株式会社製)を、コロナ処理装置(AGF-B10、春日電機株式会社製)により出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理した。コロナ処理を施した表面に、光配向膜形成用組成物(1)をバーコーターにより塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)により、100mJ/cm2の積算光量で偏光UV露光を実施した。続いて、得られた光配向膜上に液晶硬化膜形成用組成物(1)を、バーコーターにより塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュア(登録商標)VB―15201BY-A、ウシオ電機株式会社製)で紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm2)することにより光学フィルムを作製した。
シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)(ZF-14、日本ゼオン株式会社製)を、コロナ処理装置(AGF-B10、春日電機株式会社製)により出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理した。コロナ処理を施した表面に、光配向膜形成用組成物(1)をバーコーターにより塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)により、100mJ/cm2の積算光量で偏光UV露光を実施した。続いて、得られた光配向膜上に液晶硬化膜形成用組成物(1)を、バーコーターにより塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュア(登録商標)VB―15201BY-A、ウシオ電機株式会社製)で紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm2)することにより光学フィルムを作製した。
〔光学特性の測定〕
光学フィルムの正面位相差値を測定機(KOBRA-WR、王子計測機器社製)により測定した。尚、基材に使用したシクロオレフィンポリマーフィルムには、複屈折性が無いため、COPフィルムを含む上記光学フィルムを測定機で計測することにより得られる値は、実質的にCOPフィルム上に作製した液晶硬化膜の正面位相差値である。得られた光学測定正面位相差値は、波長450nm、550nmおよび650nmにおいて、それぞれ測定し、[Re(450)/Re(550)](αとする)および[Re(650)/Re(550)](βとする)を算出したところ、以下に示す値であった。
Re(450)=125nm
Re(550)=135nm
Re(650)=137nm
Re(450)/Re(550)=0.91
Re(650)/Re(550)=1.01
光学フィルムの正面位相差値を測定機(KOBRA-WR、王子計測機器社製)により測定した。尚、基材に使用したシクロオレフィンポリマーフィルムには、複屈折性が無いため、COPフィルムを含む上記光学フィルムを測定機で計測することにより得られる値は、実質的にCOPフィルム上に作製した液晶硬化膜の正面位相差値である。得られた光学測定正面位相差値は、波長450nm、550nmおよび650nmにおいて、それぞれ測定し、[Re(450)/Re(550)](αとする)および[Re(650)/Re(550)](βとする)を算出したところ、以下に示す値であった。
Re(450)=125nm
Re(550)=135nm
Re(650)=137nm
Re(450)/Re(550)=0.91
Re(650)/Re(550)=1.01
得られた光学フィルムのαが1以下であり、βの値が1以上であったことから、その屈折率は逆波長分散性を示すことが確認された。このことから、本発明の重合性液晶組成物から形成される光学フィルムは、広い波長域において一様の偏光変換が可能であることがわかる。
本発明によれば、重合性液晶化合物の溶剤に対する溶解性が向上した組成物を得ることができる。また、該組成物より、広い波長域において一様の偏光変換が可能な光学フィルムを作製することができる。
Claims (14)
- 式(I):
Mは、2価の脂環式炭化水素基を表し、該2価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、
B1およびB2は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-ORbO-、-C(=O)-NRc-、-N=N-、-CRc=CRd-または-C≡C-を表し、ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、Rbは炭素数1~4のアルキレン基であり、RcおよびRdは炭素数1~4のアルキル基または水素原子を表し、
A1およびA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を表し、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の脂環式炭化水素基または芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよく、
L1およびL2は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表し、
EaおよびEbは、それぞれ独立に、炭素数1~12のアルカンジイル基を表し、ここで、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~4のアルキル基またはハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれ、L1またはL2と隣接していない-CH2-は、-O-または-S-で置換されていてもよく(但し、EaおよびEb中に-O-および/または-S-が複数存在する場合、これらは互いに隣接しない)
Pはアクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であり、
Eaにより表される基における炭素原子数の合計とEbにより表される基における炭素原子数の合計のうち少ない方をN1、多い方をN2とした場合、N1は2~6であり、N2は6~12であり、1<N2-N1<10の関係を満たす]
で表される重合性液晶化合物。 - Mが、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基である、請求項1に記載の重合性液晶化合物。
- A1およびA2が、それぞれ独立に、2価の芳香族基を表し、該2価の芳香族基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該2価の芳香族基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい、請求項1または2に記載の重合性液晶化合物。
- B1およびB2が、それぞれ独立に、-COO-または-OCO-である、請求項1~3のいずれかに記載の重合性液晶化合物。
- 請求項1~4のいずれかに記載の重合性液晶化合物と、式(II):
G1およびG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NH-に置換されていてもよく、
B3およびB4は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表し、
A3およびA4は、それぞれ独立に、炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基または炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基および該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-、-S-または-NR1-で置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH(-)-は-N(-)-で置き換わっていてもよく、R1は、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
L3~L6は、それぞれ独立に、-O-、-COO-または-OCO-を表し、
EcおよびEdは、それぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH2-は、-O-または-CO-で置き換わっていてもよく、
P1およびP2は、それぞれ独立に、重合性基を表す]
で表される重合性液晶化合物とを含む、重合性液晶組成物。 - 式(II)で表される重合性液晶化合物が、波長300nm以上400nm以下の範囲に極大吸収を示す、請求項5に記載の重合性液晶組成物。
- 式(II)で表される重合性液晶化合物を、式(I)で表される重合性液晶化合物100質量部に対して0.1質量部以上50質量部以下の量で含む、請求項5または6に記載の重合性液晶組成物。
- 請求項5~7のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物であって、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルム。
- 液晶硬化膜が、式(1)、(2)および(3):
Re(450)/Re(550)≦1.00 (1)
1.00≦Re(650)/Re(550) (2)
100nm≦Re(550)≦180nm (3)
[式中、Re(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける面内位相差値を示し、Re=(nx(λ)-ny(λ))×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す)]
で表される光学特性を有する、請求項8に記載の位相差フィルム。 - 液晶硬化膜が、式(4)、(5)および(6):
Rth(450)/Rth(550)≦1.00 (4)
1.00≦Rth(650)/Rth(550) (5)
-100nm≦Rth(550)≦-40nm (6)
[式中、Rth(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を示し、Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2-nz)×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nzは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す)]
で表される光学特性を有する、請求項8に記載の位相差フィルム。 - 請求項8~10のいずれかに記載の位相差フィルムと偏光フィルムとを含む楕円偏光板。
- 請求項11に記載の楕円偏光板を備える有機EL表示装置。
- 請求項11に記載の楕円偏光板を有するフレキシブル画像表示装置。
- ウインドウとタッチパネルタッチセンサとを更に有する、請求項13に記載のフレキシブル画像表示装置。
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